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[转载]我们的最新研究发现有机模式可将农田碳排放逆转为碳吸收(一)

(2015-04-11 14:20:58)
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分类: 科学

科学通报,2015,60(6):598-606 发表我组在弘毅生态农场的科学发现:有机耕作模式可将农田有碳排放逆转为碳吸收。这一发现与国际上最新观点(如Ronnie Cummins 为代表的学者)不谋而合,所不同的是,老外还停留在理论推导方面,我们的实验已经成功实践了9年,科学通报报道的是我们的部分实验成果。我们提出耕地固碳的观点最早是在2009年,那个时候尚属于理论推导方面。值得庆幸的是,即使在有机农田碳吸收理论推导方面,中国人与比美国人早了6年!


Mitigating greenhouse gas emissions through replacement of chemical fertilizer with organic manure in a temperate farmland

Haitao Liu • Jing Li • Xiao Li • Yanhai Zheng •

Sufei Feng • Gaoming Jiang

Received: 17 February 2014 / Accepted: 23 August 2014 / Published online: 7 January 2015

Science China Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015


Abstract Burning crop residues and excessive use of chemical fertilizers results in an enormous waste of biological

resources, which further weakens the potential capacity of the agro-ecosystem as a carbon sink. To explore the potential of farmlands acting as a carbon sink without yield losses, we conducted an experiment on atemperate eco-farm in eastern rural China. Crop residues were applied to cattle feed, and the composted cattle

manure was returned to cropland with a winter wheat and maize rotation. Four different proportions of fertilizers

were designed: 100 % cattle manure, 100 % mineral nitrogen, 75 % cattle manure plus 25 % mineral nitrogen,

and 50 % cattle manure plus 50 % mineral nitrogen. Crop yield and greenhouse gas (GHG) emissions were carefully

calculated according to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Guidelines for National Greenhouse

Gas Inventories 2006. Our results showed that replacing chemical fertilizer with organic manure significantly decreased the emission of GHGs. Yields of wheat and corn also increased as the soil fertility was improved

by the application of cattle manure. Totally replacing chemical fertilizer with organic manure decreased GHG emissions, which reversed the agriculture ecosystem from a carbon source (?2.7 t CO2-eq. hm-2 year-1) to a carbon sink (-8.8 t CO2-eq. hm-2 year-1). Our findings provide useful insights for improving agricultural ecosystems under global change scenarios.

Keywords Crop residue Chemical fertilizer Cattle manure Crop yield Greenhouse gas

emissions Climate change



以有机肥替代化肥可减少温带农田温室气体排放量

刘海涛, 李静, 李霄, 郑延海, 冯素飞, 蒋高明

燃烧秸秆和过量使用化肥导致大量生物质能源浪费, 进而削弱了农业生态系统固碳能力. 为了保证农田生态系统的固碳潜力和粮食产量, 本研究组在中国东部温带 农村设计了一个生态农场, 将玉米秸秆粉碎后饲养肉牛, 然后将牛粪腐熟后施入冬小麦-夏玉米轮作农田中. 设计了4种不同的有机肥和无机肥配施比例: 100%有 机肥、100%化肥、75%有机肥+25%化肥以及50%有机肥+50%化肥. 根据政府间气候变化专门委员会(IPCC) 2006年的方法, 计算了温室气体排放量. 结果表明,用有机肥替代化肥可显著减少温带农田温室气体排放量,其固碳潜力达8.8吨/公顷/年. 与此同时, 施用有机肥还增加了土壤肥力, 进而提高了小麦和玉米产量. 有机肥全部替代化肥后, 农田变为典型的碳库; 而全部施用化肥, 农田则为典型碳源. 该研究可为提高农业生态系统应对气候变化提供科学依据.






有机生态农业与传统放牧养殖业地下储碳:逆转全球温暖 [转载]我们的最新研究发现有机模式可将农田碳排放逆转为碳吸收(一)(2014-10-05 22:14:00)

本文链接:http://blog.sina.com.cn/s/blog_4bb17e9d0102v2so.html

   罗尼·卡敏思《地下储碳:逆转全球温暖》对当代二氧化碳等温室气体上升、全球温暖、气候变化、国际社会应对战略与路线图不可行与无效的症结所在一系列问题内在联系进行了系统论述,同时提出有效可行有机生态循环(再生)农业解决方案,是译者见到过综述这些问题的最佳著作,值得所有人研读。造成地球大气二氧化碳上升到目前398 ppm水平首位原因:全球化学密集与能源密集、转基因作物、工业化食用农作物农场与养殖场作业产生全球温室气体排放的35%,主要由工业化农业驱动的森林砍伐产生另外20%,合计55%。现代化农业造成农业土壤中原先封存的碳的25-70%(数万亿吨)被释放到大气。我们在这个系统中目前观察到的生物质生产率有能力在全球11%以内可耕地上捕获的二氧化碳足以抵消目前所有人为的二氧化碳排放。全世界范围任何时段处于休耕状态的耕地超过该量的两倍。”  

有机生态农业与传统放牧养殖业地下储碳:逆转全球温暖

有机生态农业与传统放牧养殖业地下储碳:逆转全球温暖

The Carbon Underground: Reversing Global Warming

翻译:陈一文(cheniwan@cei.gov.cn 

中国灾害防御协会灾害史专业委员会顾问

《转基因技术与人类安全》研究者、80年代前全国青联委员

转载自(美国)《有机消费者协会》网站

http://www.organicconsumers.org/articles/article_30945.cfm

By Ronnie Cummins  Director, Organic Consumers Association

作者:罗尼·卡敏思 (美国)有机消费者协会主任

 

译者的话

   罗尼·卡敏思《地下储碳:逆转全球温暖》对当代二氧化碳等温室气体上升、全球温暖、气候变化、国际社会应对战略与路线图不可行与无效的症结所在一系列问题内在联系进行了系统论述,同时提出有效可行有机生态循环(再生)农业解决方案,是译者见到过综述这些问题的最佳著作,值得所有人研读。

   “全球温暖、气候变化”是大气二氧化碳等温室气体上升到目前398 ppm水平的恶果。

   人类经济活动中造成大气二氧化碳等温室气体上升的首位原因是什么?

   这个问题决定着国际社会应对“全球温暖、气候变化”的战略、路线图,但是更重要决定这样的战略与路线图的有效性,决定着国际社会目前的希望逆转“全球温暖、气候变化”的努力能否取得成效。

   世界气象组织与联合国环境规划署1988年建立的《政府间气候变化专门委员会》(IPCC)为代表的国际社会的主流认识片面强调公用事业、工业、交通和住房燃料消耗是造成大气过量温室气体的主要原因。

   然而,目前最为乐观的气候运动学者也不得不承认今后几十年期间大气二氧化碳含量达到顶点稳定下来前极为可能达到450 ppm水平。而且,令人遗憾的是,国际社会当前气候运动至今未能够提供如何从450 ppm水平下降到比较安全350 ppm水平的任何真实可行的战略。

   即便美国、中国、印度、巴西、印尼、欧盟与其他国家今后20年期间某时停止他们所有的温室气体排放,大气温室气体依然处于危险水平(二氧化碳450 ppm或者更多,以及其他的温室气体),继续逐渐融化两极冰盖、亚马孙等原始森林继续砍伐、造成更加灾难性的暴风雨、洪水与旱灾,毁坏农业生产能力。

   严峻的现实情况是,即便在减少单位GDP化石燃料消耗方面做出极大的努力,而且努力提高可再生能源在整个能源结构中的比例,中国、印度、巴西等发展中国家今后几十年内二氧化碳等温室气体排放总量不可避免将继续增加。

   结论一:国际社会目前应对与解决应对“全球温暖、气候变化”的战略与路线图自欺欺人不解决问题!

   这篇文章揭示:

  -- 造成地球大气二氧化碳上升到目前398 ppm水平首位原因:全球化学密集与能源密集、转基因作物、工业化食用农作物农场与养殖场作业产生全球温室气体排放的35%,主要由工业化农业驱动的森林砍伐产生另外20%,合计55%

  -- 现代化农业造成农业土壤中原先封存的碳的25-70%(数万亿吨)被释放到大气。我们在这个系统中目前观察到的生物质生产率有能力在全球11%以内可耕地上捕获的二氧化碳足以抵消目前所有人为的二氧化碳排放。全世界范围任何时段处于休耕状态的耕地超过该量的两倍。”

  -- 全球范围内 ...... 土壤中储存的碳量为植被中储存的碳量的三倍,为大气中储存的碳量的两倍。

  -- 太阳照射到根部深入土壤的草时发生什么事?用阳光作为催化剂,植物吸收大气二氧化碳,分裂和释放氧气,合成液态糖类。这些糖类的一部分,供应和构建我们看得见的植物地上部分,但是合成的这些糖类的大约20%-40%被传输到地下,经由根部析出进入土壤,喂养根际土壤微生物细菌与真菌,向植物提供疾病防御、微量矿物质、使植物摄取其根自己无法摄取的营养成分。这些液态碳现在进入微生物生态系统,成为细菌与真菌身体一部分,并进一步被土壤其他微生物吃掉。曾经是一个问题的大气这部分碳现在成为土壤碳的一部分,成为重大一系列问题的解决方案,同时增加土地的肥力,而且增加土地储存水的容量。反刍动物加入系统中时,更为有效。每次小牛或羊吃掉草的某些叶片,为重新平衡其“根冠比”,植物总要弃掉其根须的一部分。被弃掉的这些根须被蚯蚓、线虫与微生物吃掉,它们则进一步被土壤消耗掉,并由此对土壤添加更多的碳。土壤就是这样生成的。

  -- 全球粮食种植与养殖实现一场革命足以使大气二氧化碳回到350 ppm水平,措施:关闭工厂化农场种植、抵制转基因食品、抵制工厂化养殖场肉类与动物产品,将集约化养殖场动物放回到土地上放牧;巨大规模转基因大豆和棕榈油种植园与工业化木材砍伐业必须终止;保护热带森林,种植数千亿树木。

  -- 终止能源密集、化学密集与转基因作物种植工业化食品与养殖体系,它们不仅损毁公共健康、虐待动物、污染水、造成草地和牧场过度放牧、将小规模家庭农户从农田上赶走,毁坏生物多样性,同时将数十亿二氧化碳、甲烷、氮氧化合物与黑烟排放到大气中。终止毁坏了地球大量封存碳的自然能力将巨量化肥与农药倾倒在大规模耕作工业化农业、压实和侵蚀的土地。

   结论二:有机生态再生(循环)农业不是可选可不选的替代性的农业方式,而是保障全球人类持续安全、健康、生存与繁衍农业可持续发展的唯一道路!

   结论三:“化学农业、转基因农业”、大规模工业化密集养殖更不是可选可不选的代替下生产方式,而是犯罪故意摧毁全球人类持续安全、健康、生存与繁衍基本条件的邪恶歪道!

 

 “如果人类希望保留文明得以发展、适应生命的地球相似的星球,古气候的证据与持续气候变化提议有必要将二氧化碳(CO2)从目前的水平[398 ppm.]至少降低到350 ppm” -- 詹姆斯·汉森博士(Dr. James Hansen

 

逆转全球温暖

 

詹姆斯·汉森博士(Dr. James Hansen),一位领先的气候学家,2008年发出为保存地球上的生命我们必须使地球大气二氧化碳降低到350 ppm警告以来,人类为实现这样的目标仅做了很少的事。

 

已经越来越过迟。如果我们确实要保留适合于生命的地球,我们,全球基层的民众,必须比仅仅减缓全球变暖做更多的事。

 

我们必须逆转全球变暖的过程。

 

怎么做?

 

提示1号:这样做没有用:仅仅礼貌要求失控的企业和政治家们请停止摧毁这个星球。

 

提示2号:这样更没有用:将人类生存与气候稳定性的希望寄希望与高技术、未经证实的危险的“解决方案”,例如转基因技术、地球物理工程,或者烧煤厂碳排放的碳捕集与封存技术。

 

提示3号:这也没有用:天真认为全球普通消费者,能够为了防止大气温室气体超过二氧化碳450 ppm临界点发展到不可逆转灾难点,就很快(或者足够快)放弃他们的汽车、乘飞机旅行、空调、中央取暖以及基于化石燃料饮食与生活方式。

 

我们可以使用人类已经掌握的“工具”-- 再生性有机农场、有机牧场与土地生态使用 -- 能够将数十亿吨过量二氧化碳在土壤中封存起来逆转气候变化。

 

通过动员巨大规模的农民、牧场主、园丁、消费者、气候活动人士和环保人士绿色兵团,我们可以开始将庞大量碳安全地送回到地下封存的历史性任务,我们可以实现这样的改变世界过渡。

 

世界范围数千农民、牧场养殖户与研究者正在演示的那样,通过减少二氧化碳、甲烷、氮氧化物与黑烟等温室气体排放以及显著加强数十亿公顷农田、闲置土地与森林植物的光合作用(植物、树木与草将大气二氧化碳移除通过植物根部储存到土壤中),我们可以储存足够的二氧化碳使气候稳定下来。

 

将碳移到土壤中

 

我们讨论的是动员全球基层民众,不是作为被动的观察者,而是作为积极的参与者、生产者与自觉的消费者,巨大规模实施与推进经过试验验证的低技术有益实践,将大气中巨量碳储存到土壤中。

 

这些传统的、再生性的作业方式包括无耕有机农场、有计划的碳循环放牧(牧场)、有机废料堆肥、覆盖作物、种植树林、保留与恢复森林、湿地、河岸地区、草原、泥炭沼泽,与生物多样性。

 

如阔特尼·怀特(Courtney White),新近出版的《草、土壤、希望》(Grass, Soil, Hope)的作者,强调的那样:

 

“光秃秃的、退化的、耕的,或者种植单一作物的土地如果能够恢复到健康状态,进行正常作用的碳、水、矿物质与营养成分循环,以及全年覆盖多样性的有深根的绿色植物,那么能够添加储存到土壤中的大气二氧化碳潜在量很大。

 

“全球范围内 ...... 土壤中储存的碳量为地上植被储存碳量的三倍,为大气中储存碳量的两倍。由于地球土地三分之二是草原,通过更好的治理实践,即便小规模,能够储存于土壤的二氧化碳量也能够造成巨大的影响。”

 

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