土壤是生命賴以生存的重要基礎(chǔ)。作為地球上最具多樣性的棲息地之一和最大的碳庫之一，健康的土壤對糧食生產(chǎn)、清潔和充足的供水以及穩(wěn)定的氣候至關(guān)重要。當前，地球正面臨著兩大危機——氣候變化和生物多樣性喪失，但糧食危機的警鐘也在敲響。在保護土地和水域的同時，如何滿足日益增長的糧食需求?答案也許就在我們腳下——健康的土壤。
土壤是繁榮的自然和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的起點。我們選擇土壤管理的方式，不僅影響我們所生產(chǎn)食物的數(shù)量和質(zhì)量，還會影響我們是否會加劇或減緩氣候變化，以及陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)的健康。要滿足不斷增長的糧食需求、維持全球健康、消除貧困并戰(zhàn)勝氣候變化，土壤是我們的希望所在。
增加土壤中的碳匯是減緩氣候變化的一種有效手段，并提供諸如增強糧食生產(chǎn)能力等好處。土壤碳占基于自然的氣候解決方案總潛力的四分之一——具體來說，土壤碳占森林減排潛力的9%、濕地的72%、農(nóng)業(yè)和草地的47%[1]。此外，在土壤中固碳可以防止進一步的碳排放，移除大氣中的二氧化碳，為農(nóng)民提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。
[1]Bossio,D.A.,Cook-Patton,S.C.,Ellis,P.W.etal.Theroleofsoilcarboninnaturalclimatesolutions.NatSustain3,391–398(2020).
公共和私營機構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)者在考慮如何滿足不斷增長的人口所帶來的糧食增長需求時，需要有效的工具來促進對話、提升目標與效率并設(shè)計出適用于當?shù)氐慕鉀Q方案。
SoilsRevealed
SoilsRevealed：展示土壤碳潛力的繪圖平臺|©Vizzualit
SoilsRevealed是一個促進理解、討論、確立目標和投資土壤碳保護與恢復(fù)的新平臺。決策者可以利用SoilsRevealed來觀察土壤碳的潛力，以下有一些關(guān)鍵的方法。
注意：土壤不是靜態(tài)的
長期以來，大多數(shù)人將土壤視為一種靜態(tài)資源，因此錯過了充分利用土壤有機碳潛力的機會。我們的新平臺SoilsRevealed揭示了土壤被封存的碳儲量隨時間的變化情況，這在土壤科學(xué)研究中還屬首次。用戶可以在界面上的歷史場景、近期場景和未來場景之間切換，以可視化3種不同時間序列的數(shù)據(jù)集。
更重要的是，SoilsRevealed為我們提供了一個窗口，我們可以借此了解今天對土地管理所做的不同決定將如何影響未來。例如，下面的地圖顯示，即使是按常規(guī)經(jīng)營的“沒有森林轉(zhuǎn)化的土地退化”路徑(左)，也可能在不久的將來導(dǎo)致碳儲量損失。據(jù)估計，僅在美國，繼續(xù)進行傳統(tǒng)作物管理將導(dǎo)致未來20年內(nèi)額外損失35.4億噸碳，相當于該國2018年總排放量的2.5倍，并將錯失氣候行動的機會，無論是對于大自然還是人類自己。
SoilsRevealed為我們提供了一個窗口，我們可以借此了解今天對土地管理所做的不同決定將如何影響未來。左圖顯示了如果繼續(xù)目前的土地退化趨勢，未來的土壤碳變化情況。右圖則顯示了如果我們把重點放在再生農(nóng)業(yè)實踐上，未來土壤碳變化的可能性。|©Vizzuality
但替代方案和更美好的未來圖景同樣清晰。在上面(右)和下面的地圖中，我們看到，改進后的農(nóng)田管理措施(包括覆蓋作物和免耕少耕等基本的再生農(nóng)業(yè)實踐)顯示為青色陰影，代表了2038年土壤有機碳儲量的豐富潛力。
此圖揭示了2038年美國土壤有機碳儲量潛力|©Vizzuality
如何管理我們的土壤
確定特定區(qū)域最佳保護方法的一個關(guān)鍵是：觀察土地利用方式如何改變了土壤碳儲量。在了解到過去不佳的土地管理方式是如何造成土壤碳流失的之后，我們可以想象重建這種資源的機會。
許多研究估計，如果管理得當，目前全球農(nóng)田和牧場的土壤固碳總體技術(shù)潛力約為每年20—50億噸二氧化碳。從上限值來看，這相當于美國、印度尼西亞、巴西、德國和南非的國家自主貢獻(NDC)之和。
土壤碳儲量隨時間而變化，通過了解過去不佳的土地管理如何導(dǎo)致土壤碳流失，我們可以想象重建這種資源的機會|©Vizzuality
以美國中西部、歐洲、印度和中國為例，這些地區(qū)農(nóng)田面積很大。在這些地區(qū)，實施再生農(nóng)業(yè)不僅可以將碳儲存在土壤中，還可以幫助清潔水源，使農(nóng)業(yè)更具彈性，提高農(nóng)民的收入。
在蒙古，通過與社區(qū)合作更好地管理牧場，可以在大面積土壤中儲存碳|©EdwardGame/TNC
在肯尼亞和蒙古等國，通過與社區(qū)合作更好地管理牧場，可以在大面積土壤中儲存碳，維持當?shù)厣?，保護生物多樣性，同時有助于緩解氣候變化。而在哥倫比亞，農(nóng)民們用豆科牧草和樹木等來改善牧場，這不僅有助于拯救森林，而且還提高了土地的生產(chǎn)力。
在哥倫比亞梅塔，埃迪爾森·奧爾蒂斯·阿蘭戈在森林系統(tǒng)中飼養(yǎng)了16頭牛|©JuanArredondo
在一些地方，通過發(fā)展農(nóng)業(yè)來保護已經(jīng)存在于土壤中的碳，這對氣候和生物多樣性同樣重要。例如，在美國蒙大拿州和達科他州，通過不翻草地種植農(nóng)作物，可以保護當?shù)氐闹参锖网B類，同時支持了牧場主的生計。
決策者可以加速我們亟需的糧食系統(tǒng)變革，上述這些為糧食生產(chǎn)者提供的可持續(xù)替代方案，同樣是決策者的機會。有了SoilsRevealed這一工具，決策者現(xiàn)在可以在把注意力集中在他們所在地區(qū)最具潛力的地點，支持鼓勵健康土壤的政策——不論是為了緩解氣候變化，還是為了更具韌性的農(nóng)場。
描繪土壤有機碳監(jiān)測的未來
在阿根廷，我們正在描繪土壤碳監(jiān)測的未來。有史以來，一種建模方法首次將實時的現(xiàn)場測量與先進的機器學(xué)習(xí)結(jié)合起來，創(chuàng)建基于地面數(shù)據(jù)的時間序列地圖，這是SoilsRevealed的合作伙伴和阿根廷國家農(nóng)業(yè)技術(shù)研究所(INTA)為SoilsRevealed平臺測試的方法。大量數(shù)據(jù)表明，在過去20年里，布宜諾斯艾利斯和恩特雷里奧斯的農(nóng)業(yè)區(qū)流失了阿根廷全國范圍內(nèi)最多的土壤碳，因此，潛在收益也最大。
有史以來，第一次有一種建模方法將實時現(xiàn)場測量與先進的機器學(xué)習(xí)結(jié)合起來，創(chuàng)建基于地面數(shù)據(jù)的時間序列地圖|©Vizzuality
盡管仍處于早期階段，但隨著數(shù)據(jù)量的增加，運用現(xiàn)場觀測和高級機器學(xué)習(xí)的時間序列建模將變得越來越有用。目前，我們正在邀請新的數(shù)據(jù)合作伙伴，以推動這一新方法2021年在全球推廣。
前景廣闊
當你將視線轉(zhuǎn)向腳下時，會看到很多東西。這里有一個要點：在全球范圍內(nèi)，存在于土壤中的碳比所有植被和大氣中碳的總和還要多。這意味著，土壤中有機碳即使只有少量增加，也可以對碳移除做出很大貢獻。
我們的目標是，幫助各地區(qū)的決策者了解歷史損失對其管理范圍的影響、可視化土壤碳匯變化的預(yù)測，以選擇可持續(xù)管理或恢復(fù)的路徑。
例如，企業(yè)可以承諾減少供應(yīng)鏈中的碳排放，并通過碳封存補償歷史排放。投資者可以支持土壤碳項目，幫助發(fā)展和加快市場行動。事實上，在認識到土壤的價值之后，私營機構(gòu)可以為自身收益和地球未來創(chuàng)造雙贏的局面。
相比之下，在利用土壤的價值方面，政府能發(fā)揮最大的作用。通過更好地了解本地的土壤碳儲量潛力，政策主導(dǎo)者可以制定出宏偉目標來維持和增加土壤碳儲量。使用SoilsRevealed平臺可以幫助各國政府通過政策工具實現(xiàn)以上目標，比如，調(diào)整農(nóng)業(yè)補貼、通過監(jiān)管建立穩(wěn)定的碳市場等。
再生農(nóng)業(yè)的投資機會越來越多|©NickHall
可持續(xù)的土壤管理方法有很多種。即使只是利用地圖上顯示的技術(shù)潛力中的一小部分，也需要公私機構(gòu)攜手努力，而農(nóng)業(yè)正可以提供這種連接點。
土壤碳并非靈丹妙藥，做出改變也并非易事，但可能性是存在的。事實上，對于我們面臨的危機沒有萬能藥，只有能夠幫助我們加快行動的解決方案。在土壤科學(xué)家們意識到土壤有機碳的諸多好處時，我們的社會可以在此基礎(chǔ)上開始建立一個更可持續(xù)的糧食體系——也許，是時候可以開始感受到腳下土地的真正價值了。
