生物炭:这位园丁的好帮手或能助力减缓全球变暖

Biochar, the carbon-rich charcoal-like remnants of super-heated organic matter, is used by gardeners as a fertilizer to promote better growth of plants and flowers.
Biochar, the carbon-rich charcoal-like remnants of super-heated organic matter, is used by gardeners as a fertilizer to promote better growth of plants and flowers.Image: Unsplash/Anaya Katlego
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  • 科学家认为,生物炭有助于减缓土壤释放有害温室气体。

  • 这种类似木炭的物质由有机物经超高温加热制成,园丁常将其用作肥料。

  • 它是堆肥的一种替代方式;堆肥在腐烂过程中会向大气释放温室气体。

  • 在这场不仅要减少、还要从大气中移除二氧化碳的竞赛中,生物炭的生产和应用正取得商业化进展。

家庭园丁常用的一种土壤改良方法,正为减缓导致全球变暖的温室气体(GHG)排放提供另一种途径。

它还有望改善农业生产,缓解粮食短缺。

生物炭具有很大的碳封存潜力。Image: Biochar.org

生物炭是有机物经超高温加热后留下的富碳、类似木炭的残余物,园丁将其用作肥料以促进植物和花卉生长得更好。

这种坚硬的物质被加入土壤中,形成稳定的空气储存空间,帮助氧气和养分扩散至植物根部。它还能改善水分在土壤中的排流,减少洪水和积水,避免植物赖以生长的重要养分被阻断。

然而,生物炭的碳封存特性令科学家们振奋;他们认为,生物炭有助于减少土壤释放二氧化碳(CO2)、甲烷和一氧化二氮等有害温室气体(GHG),并为降低全球气温的努力增添一项有力手段。

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土壤中的碳含量超过空气中碳含量的三倍,这些碳主要来自腐烂的落叶、树木和生物,大部分最终会散失到大气中。然而,如果在无氧条件下燃烧这些生物质——这一过程称为热解——其分解速度就会大幅减慢;有些类型的生物炭数千年才会降解。

生物炭:碳捕集器

超高温加热后的植物材料还会保留一些结构,例如茎和叶中的木质部“脉络”。这些微小的管道可容纳并促进微生物生长,发挥碳捕集器的作用。

这些过程有助于将碳锁存在土壤中,并大幅减缓温室气体(GHG)的排放速度。

推动脱碳的人士已经认识到它的用途。

例如,金融巨头彭博的慈善机构正在支持全球七座城市实施生物炭计划,其中包括德国达姆施塔特和美国明尼苏达州。

这些城市还包括瑞典赫尔辛堡、挪威桑讷斯、芬兰赫尔辛基,以及美国辛辛那提和林肯。每座城市都将获得最高400,000美元,用于向市民提供并推广生物炭。

该计划希望每年封存10,000吨(9,072公吨)二氧化碳,相当于让6,250辆汽车停止上路。

由废弃有机材料经超高温加热制成的生物炭。Image: Wiki Commons。

生物炭的效用取决于多种因素。不同的原料所能实现的碳封存率各不相同;种植原料并将其加热制成生物炭的过程也会产生温室气体(GHG)。

尽管如此,各国政府和环保组织认为,利用通常会被堆肥或焚烧的废弃物,可以高效、低成本地规模化生产生物炭。生产过程中还会产生热能,可供社区利用。

生物炭提升土壤肥力

生物炭究竟能在多大程度上提升土壤肥力,目前还不太清楚。土壤通气无疑有助于植物在更致密的基质中生长,但生物炭本身不会释放任何养分。

科学家认为,生物炭有助于修复受损土壤,但相关研究开展时间尚短,无法准确评估其效果。彭博等机构的计划正在帮助积累相关知识。

不过,如果证实生物炭确实能带来显著益处,就可以在农田中扩大其应用规模,以帮助恢复流失的农地、提高农业生产力,并修复因不良耕作方式导致土壤侵蚀而变得贫瘠的地区。

根据《联合国防治荒漠化公约》(UNCCD),全球20%-40%的土地已因人类活动而退化,以及受到其他因素影响。这种退化的连锁效应之一,是这些地区的生物多样性遭到破坏,而生物多样性对维系人类生命至关重要。

但仅靠生物炭不足以解决这些问题。要帮助降低不断上升的全球气温,还需要将其与其他自然碳捕集项目(例如重新造林)以及直接空气捕集二氧化碳等技术进展结合使用直接空气捕集二氧化碳。

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