

二氧化碳排放是显而易见的 气候罪魁祸首,但它并非唯一一个。 一氧化二氮,也被称为“笑气”的成分,在世界各地的医院被用于缓解疼痛,它占美国人类活动造成的温室气体排放总量的约7%。一氧化二氮在未来一个世纪的 变暖潜力 是二氧化碳的265-298倍,在大气中可持续存在约114年。它天然存在于大气中,并由生活在热带雨林、融化的永久冻土和海洋中的土壤微生物释放,据Civil Eats报道。
但它也是气候危机的重要贡献者,尤其是在农业领域。大气中约有三分之一的一氧化二氮排放量来自 人类活动,这很大程度上可以追溯到农业中使用的合成 化肥,这些化肥增加了土壤中的氮含量,以提高 作物产量。由于 时空变异性,准确量化排放的一氧化二氮量一直很困难。由于人类活动、天气和用水等变量不断变化,排放速率也在不断变化。
爱荷华州立大学的一组研究人员通过测试该国“玉米带”——美国中西部一个拥有大量农业的地区——的某些土壤和农业类型的排放量,最近发现了从中释放出的一氧化二氮的量。他们的 研究结果 已在本周的《美国国家科学院院刊》上发表。
研究作者发现,农业土壤的湿度和其他环境条件导致了一氧化二氮的高排放水平。这对于气候变化引起的恶劣天气尤为有效—— 干旱和降雨增加 都被证明会加剧一氧化二氮的排放,尤其是在 首次降雨导致干旱后的土壤“重新湿润” 的情况下。
该团队开发了一种工艺,通过在大学位于爱荷华州中部研究农场的土壤顶部使用小型容器,对现有技术进行了改进。在三年中,这些容器不时地将空气样本泵入一个装有分析仪的中央棚屋,该分析仪测量土壤中的一氧化二氮含量,而在此之前,这种方法从未用于测量一氧化二氮排放。
据该研究的首席作者、爱荷华州立大学生态学、进化与有机体生物学副教授Steven Hall称,他们发现,在玉米带地区,一氧化二氮的变暖效应是转向注重碳的耕作方式所带来的“土壤碳增益”的最乐观估计值的一倍。本质上,理解一氧化二氮排放以及如何减缓这些排放,是理解农业固碳有效性的关键。
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Hall说:“我们很早就知道一氧化二氮对气候的重要性。测量土壤碳变化是困难的,而测量一氧化二氮可能更困难,因为排放量在空间和时间上都极其变化。因此,这项研究的一个主要动力是更好地理解是什么驱动了这种变化,并试图更好地掌握美国主要农业地区的一氧化二氮排放。”
从土壤中 减少一氧化二氮排放 可以很简单,例如减少氮肥的使用量、用豆科植物或牧草轮作农作物,以及尽量减少耕作。 但除了调整农业实践之外,Hall希望将现有的针对二氧化碳减排的技术和政策理念,如固碳和碳市场,扩展到包括一系列温室气体排放。他表示,必须将一氧化二氮减排策略纳入二氧化碳土壤固碳计划中,以免碳清除计划被另一种排放所阻碍。
他说:“如果我们能将框架转向温室气体排放市场,仅仅通过这个名称的改变,就能拓宽我们的视野,并允许我们纳入导致农业系统气候影响的多种排放源。”