國立中興大學土生室

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■ 科普知識分享:【有農乃大】用種田拚淨零! 低碳時代的機智務農指南【經典雜誌】

【有農乃大】用種田拚淨零! 低碳時代的機智務農指南

▲攝影/何彥廷

 

進南投中寮淺山,暖和冬陽把樹上橘子一顆顆催紅,點亮整片有機果園。這裡的柑橘樹之間穿插著香蕉欉,恣意伸展枝葉,遍地及膝的,則是蜂蝶縈繞的茂盛草花。土壤鬆軟厚實,無數小生命活躍其中。

這片野性農園是農人與大自然的協作成果,已經做了三十年有機。看似不以果實的最高產量為優先,但在生物多樣性研究所副研究員王經文的眼中,這裡卻是「農田生產力」最高的地方。

王經文解釋,從生態角度看來,所謂的農田生產力並不單指農產品,而是支撐整個農田生態系的能量。而這個概念與當前淨零碳排風潮下的關鍵名詞不謀而合,也就是「碳匯」(carbon sink)。

復得返自然,農地從排碳變存碳

原來,眼前這片綠意盎然的園子,其實是一座存碳的大金庫。每一棵作物和草葉,在陽光下全都是碳的捕手,把空氣中的二氧化碳固定在植株,存入土壤內成為有機質,餵養大大小小的動物和微生物。

「長期研究發現,農田的碳匯能力愈高,生物多樣性就愈好。」王經文說,八年前,生多所(當時名為「特有生物研究保育中心」)由於石虎保育而開始推動棲地農園的草生栽培和友善耕作,因為不噴除草劑的園子生態豐富,織就綿密的食物網,作為掠食者的石虎就有更多食物來源。

直到近年政府推動淨零碳排,生多所研究人員也開始測量農園的「碳收支」。方法一是測碳的排放:以透明半圓形的遮罩蓋在農園地表,連接到氣體分析儀,可測定三種最主要的溫室氣體:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)。方法二是測量碳的吸存:量測植株葉片面積,以計算光合作用吸收二氧化碳的量。

結果發現,尋常慣行農法的農園,大多是「碳源」,也就是排碳量高於存碳量,而石虎最愛的友善果園,不僅一年可比慣行果園減少十五噸二氧化碳排放當量,更是存「碳匯」的能手!

為遏止全球暖化,世界各國於二○一五年聯合國氣候變遷大會(COP21)上,簽訂了關鍵的《巴黎氣候協議》:以工業革命前的水平為基準,將全球平均升溫控制在2℃之內,並力求不超過1.5℃。

全球拚減碳,台灣不能置身事外。二○一五年我國也制定了《溫室氣體減量及管理法》,二○二三年修正為《氣候變遷因應法》,將二○五○年淨零排放目標入法,明定政府機關權責,也將開徵碳費。

在國家發展委員會公布的淨零轉型十二項關鍵戰略中,自然碳匯、資源循環零廢棄、淨零綠生活等多項戰略,都與農業息息相關。農業部擔當要角,提出四大主軸政策:減量、增匯、循環、綠趨勢。

雖然農業的碳排只占全國2%,卻負責七成五以上的國土,最有能力儲存「自然碳匯」:包括「綠碳」(森林碳匯)、「黃碳」(土壤碳匯),和「藍碳」(海洋碳匯)。

其中,土壤碳匯是與人類活動範圍重疊性最高的。中興大學土壤環境科學系講座教授、中央研究院院士楊秋忠指出,黃碳是比綠碳和藍碳更容易控制的系統,因為農業土壤是人類生存的資源,土壤有機質含量就是農地的肥力指標,也是永續農業和循環經濟的基盤。

在COP21大會上,法國農業部長勒福爾(Stéphane Le Foll)提出「千分之四倡議」——每年增加土壤有機碳(soil organic carbon, SOC)含量達千分之四(0.4%),就可與人類活動排放的二氧化碳量互相抵消。目前此倡議聯盟在全球已有八百三十三個合作夥伴,來自一○八個國家,台灣也在其中。

大地藏無盡,碳銀行就在腳下

把碳存入土壤,能讓土壤更肥沃健康,讓農作物更優質豐產,還能減緩溫室效應,對抗氣候變遷。如此相輔相成的正向循環,該如何啟動?

彙整各方農業專家的意見,減排增匯必須強化土壤管理,建構「負碳農法」。包括減少肥料施用(精準施肥、以有機肥取代化肥、施用控釋型肥料)、加入有益微生物、改善水分管理、低度耕犁或不耕犁、保留作物殘體、草生栽培、輪作/間作/農林混作等等多重策略。

根據各國長期田間試驗研究結果,若能照上述模式改進土壤管理,土壤碳匯速率每年每公頃可增加0.2至0.8噸的碳。

楊秋忠比喻,所謂的碳匯,「就像是把錢存到銀行,要賺多一點錢,還要扣掉生活費,才有存款。」投入碳到土壤,只要一經擾動,儲存的碳就會分解散失,且土中生物與微生物也都要行呼吸作用,排出二氧化碳。

因此累積碳匯的首要之務,就是增加輸入碳量,並且輸入量要大於散失的量。碳的來源,除了植株本身固碳,最需著力的,就是有機廢棄物的再利用。

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319farm.03↑ (資料來源:2024國家溫室氣體排放清冊報告、農試所陳琦玲)

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319farm.01↑ 透過分析密閉空間內的氣體濃度,生多所研究人員測量出這片草生栽培果園地面的溫室氣體排放量,結果顯示其碳排當量比頻繁除草的慣行農園更少。。
319farm.05↑ 送到堆肥場充分醱酵腐熟為有機肥,對作物和土地都好。

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319farm.07↑ 農試所田裡,氣體分析儀隨時監測著溫室氣體排放量。

319farm.08↑ 每年十二月底,台南下營的水稻田就已開始放水、插秧,早於台灣多數地區。水田餵養人們,但長期浸水的土地卻是甲烷排放的一大來源。

319farm.11↑ 作物的葉片轉化陽光,土地才有碳的進帳。一顆顆飽滿的大豆是太陽的結晶,傳遞自然的營養與能量,也象徵邁向淨零碳排的希望。

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