氣候線 | 科學家們正在發出警報，某些旨在減少溫室氣體排放的農業實踐可能弊大於利。
上個月發表在《科學》雜誌上的研究警告說，某些減少甲烷排放的努力可能會適得其反，反而會增加一氧化二氮的排放——一氧化二氮是一種溫室氣體，短期來看不如甲烷有效，但總體上造成的破壞更大。
阿爾伯塔大學教授、該論文的作者之一麗莎·斯坦因說：“儘管人們越來越認識到甲烷是控制溫度升高速度以使其進入某種秩序的絕佳目標，但許多機制卻忽略了氮的輸入。”
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斯坦因補充說：“因此，當您試圖減緩甲烷排放時，這些技術可能會無意中刺激一氧化二氮的產生——而我們不希望這種權衡，”斯坦因專門研究氣候變化微生物學。
其他研究人員發現，包括一些非政府組織支援的減少甲烷灌溉技術正在大幅增加稻田的一氧化二氮排放，並可能從總體上加劇氣候變化。
長期以來，控制稻田的甲烷排放一直是農民和科學家的目標。環境保衛基金估計，全球年度水稻種植對溫室氣體的長期影響相當於多達 600 座燃煤電廠。
超過十分之九的大氣甲烷是由微生物產生的，當與氧氣隔離時，微生物會將有機物轉化為甲烷。但是，向環境中引入氧氣將減緩——甚至阻止——甲烷排放。
一些可持續發展努力，例如美國稻米聯合會行業集團支援的努力，提倡農業技術來做到這一點：向產生甲烷的土壤微生物新增氧氣。這些方法包括間歇性淹水和溝灌。
但環境保衛基金會首席高階科學家喬·魯德克表示，這裡有一個問題。
魯德克在一次採訪中說，當您向環境中新增氧氣時，“那麼迴圈氮的細菌會將氮轉化為氨”，“在這個過程中，一氧化二氮是副產品之一。”
一氧化二氮佔全球排放量的6%，而二氧化碳佔76%。然而，根據政府間氣候變化專門委員會的資料，每公噸一氧化二氮在 100 年內造成的溫室效應是每公噸二氧化碳的 265 倍。
十多年來，一些微生物學家一直在思考，透過採用氧氣的耕作技術來減少甲烷是否會產生增加一氧化二氮排放的副作用。
長期以來，這種影響的證據僅限於實驗室觀察，但2018 年由魯德克共同撰寫並由環境保衛基金領導的一項研究發現了令人信服的真實世界證據。
魯德克說：“在印度各地的多個稻田中進行了相當多的一氧化二氮和甲烷測量”，評估了間歇性淹水的影響。
間歇性淹水——也稱為交替乾溼（AWD）——是指稻田定期灌溉，然後乾燥，而不是持續淹水。乾燥土壤使微生物暴露於氧氣，減緩甲烷排放並增加一氧化二氮的釋放。
美國稻米聯合會、洛克菲勒基金會和可持續稻米平臺鼓勵這種做法。
可持續稻米平臺是由聯合國環境規劃署和國際水稻研究所共同召集的一項倡議，擁有 100 多個成員，致力於推廣可持續和合乎道德的水稻種植方法。
該平臺稱間歇性淹水是“更好的方法”，並引用研究發現，它可以減少溫室氣體總量。
他們的網站上說：“[作物]產量幾乎相同，而且 AWD 方法排放的溫室氣體更少，需要的種子和肥料也更少。”
聯合國糧食及農業組織是可持續稻米平臺的成員，但它並不贊同該計劃對間歇性淹水的認可。
糧農組織在給 POLITICO 的 E&E 新聞的一封電子郵件中表示：“我們目前保持中立，因為我們正在試行該技術，並輔以其他農業用水管理措施。”
美國稻米聯合會和可持續稻米平臺在出版前未回覆置評請求。
根據他們的測量，魯德克及其合著者得出結論：“印度次大陸間歇性淹水稻田的 N2O 排放量可能比持續淹水條件下報告的排放量高 30-45 倍。”
研究發現，根據間歇性淹水的頻率和強度，這種做法實際上可能會在 30 年內加劇氣候變化，因為新產生的一氧化二氮將超過減少的甲烷。
然而，至少有一種潛在的替代方案。斯坦因說，一種名為生物炭的物質可以作為甲烷減排劑，而不會無意中增加一氧化二氮。
生物炭是一種透過燃燒有機物（通常是木材）製成的木炭。它通常用作農作物（包括水稻）的肥料，並且具有儲存碳的額外好處。
斯坦因說：“生物炭就像新增到土壤中的最受歡迎的想法，因為它是燃燒的有機物——這意味著產生甲烷的微生物無法獲得它，因為它已經被燒掉了。”“生物炭將土壤中的所有養分保持在良好水平，從而使所有碳和氮迴圈都可以保持內在化。”
2019 年發表在《自然》雜誌上的一項中國研究發現，無論季節或淹水水平如何，生物炭都可以減少菸草和稻田的甲烷和一氧化二氮排放。
紐約一家初創公司更進一步，在其生物炭中封存甲烷。Northeastern Biochar Solutions 的工藝包括焚燒處理過的汙水（而不是木材）以製造生物炭。
Northeastern Biochar 執行長雷蒙德·阿皮說：“我們的工藝實際上獨特地解決了甲烷問題，因為當您獲取（未炭化的汙水）並將其應用於土地時，它會腐爛並釋放出大量的甲烷。如果您將其放入垃圾填埋場，它也會釋放出大量的甲烷。”
但阿皮說，透過在無氧環境中燒焦汙水，他們將汙水中的甲烷封存在生物炭中，並阻止未來的排放。
阿皮告訴 E&E 新聞：“我們聘請了化學工程師對我們第一個擬議的工廠進行了全面的 360 度生命週期分析，他們做到了這一點。”“甲烷減排量非常巨大。溫室氣體總減排量為淨 -137%。這是經過第三方驗證的。”
雖然他認為一氧化二氮需要引起關注，但環境保衛基金會的魯德克強調，甲烷作為溫室氣體的巨大影響——在 20 年內大約是二氧化碳的80 倍——使其成為需要解決的關鍵短期汙染物。
魯德克說：“我們在未來幾十年內降低全球變暖速度的最重要工具之一是控制甲烷。”“您還需要控制二氧化碳和一氧化二氮，但甲烷在這方面是獨一無二的。”
轉載自E&E 新聞，經 POLITICO, LLC 許可。版權所有 2024 年。E&E 新聞為能源和環境專業人士提供重要新聞。