GBFGIULIANO BEGGIO
FRANCISCHINI
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土壤碳

土壤碳与甘蔗:来自田间的数据

Beggio Lorenzo 的田间数据和生物能源研究表明,管理方式对可持续发展至关重要。

六个地块的平均值
38.7 t C/ha
简单算术平均值
报告的最高碳储量
46.5 t C/ha
18-D BA 地块
分析土层
0–30 cm
土壤中储存的碳

甘蔗种植可以成为保护土壤碳、促进能源转型的农业体系的一部分。评估这一潜力,需要考察管理方式、实测结果和整条产业链的排放。Beggio Lorenzo 旗下 Fazenda 10B 的地块数据为这一讨论提供了具体案例。

将甘蔗田与土壤破坏直接画等号的看法,需要结合这些证据加以审视。一块土地只种植一种作物,本身并不能说明它储存了多少碳,也不能说明储量如何变化。生产管理方式会影响结果。

所评估地块的土壤中有多少碳?

Projeto Cultura do Campo 项目中 Fazenda 10B 的表格和图表显示,0–30厘米土层的碳储量为每公顷28.7至46.5吨。根据 Beggio 提供的描述,该土壤按巴西分类属于 Argissolo eutrófico,黏粒含量为16–20%。六个数值的算术平均值为38.7 t C/ha。这反映的是所展示的地块,并非整个农场按面积加权的平均值。[1]

18-D BA 地块的储量为46.5 t C/ha,15-A BA 为45.8 t C/ha。在相同深度下,这些数值接近 MapBiomas 对亚马孙生物群系森林植被下土壤所估计的约50 t C/ha。最高值比该参考值低约7%,六个地块的平均值低约23%。与亚马孙牧草地约40 t C/ha 的参考值相比,地块平均值低约3%。[1, 2]

土壤中的碳储量

0–30厘米土层的碳储量,单位为每公顷碳吨数。所有条形采用相同刻度:0至60 t C/ha。

Fazenda 10B 地块

数据由 Beggio Lorenzo 提供

  • 15-A BA45.8 t C/ha
  • 16-B BA36.0 t C/ha
  • 17-C BA28.7 t C/ha
  • 18-D BA46.5 t C/ha
  • 20-F BA32.5 t C/ha
  • 21-G BA42.6 t C/ha

亚马孙参考值

MapBiomas · 2023年发布的2021年估计值

  • 亚马孙生物群系 · 总体平均值48 t C/ha
  • 森林植被≈ 50 t C/ha
  • 牧草地≈ 40 t C/ha

局部地块与区域平均值的范围不同。本比较为描述性比较,未控制土壤和测量方法的差异。

48 t C/ha 是整个生物群系的平均值。森林植被约为50 t C/ha,牧草地约为40 t C/ha。这些数值并非森林的总碳储量。

查看数据表
0–30厘米土层碳储量 · t C/ha
地块或参考类别碳储量
15-A BA45.8
16-B BA36.0
17-C BA28.7
18-D BA46.5
20-F BA32.5
21-G BA42.6
六个地块的简单平均值38.7
亚马孙生物群系 · 总体平均值48
森林植被≈ 50
牧草地≈ 40

牧草地参考值是亚马孙生物群系内此类土地的平均值,48 t C/ha 则是整个生物群系的平均值。这些数字均不专指未受干扰的原始森林。这里的比较用于提供背景,将局部地块数据与区域估计值并列,未控制土壤和方法的差异。某一土层的数值接近,不代表甘蔗田与整个森林生态系统等同。[2]

甘蔗管理、碳吸收与生物能源

管理措施为保护土壤碳提供了途径。在巴西圣埃斯皮里图州 Linhares 开展的14年试验中,研究人员发现,相比焚烧收获,免焚烧且保留甘蔗残体的处理具有更高的土壤碳储量。两种处理均损失了部分原有植被来源的碳,但免焚烧处理保留得更多。结果说明,生产方式的选择会改变系统表现。[3]

还需要区分碳吸收与碳储存。甘蔗在生长过程中从大气吸收 CO₂,但其中一部分碳会通过分解、发酵以及生物质能源利用重新释放。生长周期中的吸收本身不等于永久移除。要证明土壤碳储量得到维持或增加,需要开展时间上可比较的连续测量。本文展示的 Fazenda 10B 数值描述的是地块报告的碳储量,并未测定年度固碳速率。

乙醇的气候贡献需要通过生命周期温室气体收支来评估。2023年发表的一项研究使用了67家巴西糖醇工厂的数据,估算其排放比美国参考汽油低62%。研究情景为在巴西生产、在美国使用乙醇,未计入土地利用变化的影响。这一比例属于该行业研究的结果,并非 Beggio Lorenzo 自身运营的排放结果。[4]

这些证据为讨论生物能源的贡献提供了扎实基础:该行业拥有能够在土壤中保留更多碳的管理措施,以及相较化石燃料有望减少排放的能源路径。实际结果取决于管理方式、土地历史和生产条件。

将生产与土壤保护纳入经营管理

Beggio Lorenzo 的数据为讨论补充了田间经验。部分甘蔗地块的碳储量接近亚马孙森林植被下土壤的参考值,其他地块则较低。认识这种差异,有助于确定改进方向,并追踪土壤对管理决策的响应。

我所倡导的农业,是测量结果并运用知识持续改进的农业。碳是一项重要指标,同时还需评估土壤结构、侵蚀、水分和生物活性。森林保护始终不可或缺,农业用地也有自身能够作出的贡献。用数据展示这些贡献,是增进人们对甘蔗种植认识的具体方式。

资料来源

1. Projeto Cultura do Campo — Fazenda 10B。Beggio Lorenzo 提供的碳分析单页材料及0–30厘米碳储量比较图。六个地块的数值:45.8、36.0、28.7、46.5、32.5、42.6 t C/ha。土壤描述由 Giuliano Beggio 提供。

2. MapBiomas。土壤有机碳制图结果,2023年6月21日发布。第一版测试数据集,参考年份为2021年。

3. Pinheiro 等。甘蔗种植黄化 Argissolo 土壤的碳氮储量:焚烧或保留甘蔗残体的影响。Embrapa Agrobiologia,2007年。

4. Liu 等。Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Brazilian Sugar Cane Ethanol Evaluated with the GREET Model Using Data Submitted to RenovaBio。Environmental Science & Technology,2023年。DOI 10.1021/acs.est.2c08488。