黑色的希望：生物碳

　生活在巴西亚马逊流域的人们长期使用一种特殊的肥料。这种肥料来源于当地，具有极强的恢复贫瘠土壤肥力的能力。若把它们覆盖在土地上，其效力可以持续很长一段时间。

　　当地人们把它称为“印第安人的黑土壤”。
 
它稠密、多产、肥沃，与当地稀疏、贫瘠的土壤形成鲜明的对比。这种黑土壤在一些地区可以延绵几公顷，但是目前还没有人知道这些神秘的黑土壤到底是什么。有人猜测它是火山岩，或者是古代湖泊的沉积物，又或者是很久以前植被腐烂后的残留物。但很少有人会认为它是人为制造而成的。

　　现代研究证明，黑土壤是2500年，甚至6000年以前由生活在亚马逊流域的人们制造的。一般认为，他们使用的材料包括动物粪便，鱼，动物骨头和植物废物。但是生产黑土壤最关键的原料，也是黑土壤之所以呈现黑色的原因，是木炭的使用。

　　现在，黑土壤已经成为气候变化学家集中研究的对象。黑土壤中的木炭可以使其肥力维持一个世纪之久，科学家从中得到了一些启示。木炭是碳的一种形式，是植物和动物燃烧后残留的物质。如果他们可以长期完整的保存在土地中而不被分解成二氧化碳，那么为什么不把它作为固定碳元素的一个方法来使用呢？这样做的理论基础是，任何植物或动物，都可以在没有氧气的情况下燃烧形成木炭。

　　这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被称为“生物碳”。土地中自然存在大量的碳元素，但是这些碳是不稳定的，受气候影响会释放二氧化碳。而生物碳则可以固定碳元素长达几百年。更重要的是，其生产过程中产生的副产品，对人们具有很大的吸引力。生产中，大约1/3原料变为生物碳，1/3变为可用于发电的物质，另1/3则形成原油。因此科学家表示：“生物碳使我们能够一次性解决三个重大危机：气候变化危机，能源危机，以及食品和水资源危机。”

　　地球本身拥有一个碳循环系统，碳可以被植物，土地，海洋和其他自然过程沉积下来。然而这些系统目前已经严重超负荷了。据统计，2000到2007年，全球环境体系共沉积了48亿吨人类排放的碳，然而仍然有40亿吨的剩余。而生物碳每年可以沉积10到20亿吨碳元素。它的这种神秘的、独一无二的特性，使其成为研究气候变化最热门的领域。

　　然而关于生物碳，还有许多未解之谜。例如，为什么它能改善土壤？目前人类还不知道确切的原因。科学家认为，这可能是许多因素共同决定的。木炭结构疏松，有利于营养素的储藏，就好像海绵能够保存许多水一样。另外，生物碳可以代替人工氮肥。而氮肥释放的氮氧化物比二氧化碳对温室效应的影响要高300多倍。

　　但是也有人指出，任何期望仅靠生物碳就能解决施肥问题的人都是错误的。生物碳并不足以像黑土壤一样作用于贫瘠的土地。黑土壤包含了许多其他来源的营养素，其中包括丰富的磷元素。毋庸置疑，生物碳在储存这些营养素上扮演了重要的角色，保证了植物根茎营养的供给。但前提是这些营养素必须由其他途径获得。目前为止还没有人能够成功地复制黑土壤。

　　然而，即使现在生物碳的效果并不完全满足人们的期望，它仍然是对付气候变化的重要手段。因为在众多降低大气碳水平的方法中，很少有像生物碳这样既简单又廉价的。

　　但是大量应用生物碳还有一些问题需要解决。首先，人们需要开发一个生产生物碳的模型，确保它既能降低温室气体，又能简单方便的在不发达国家的农场中应用。此外，发达国家大型农场的运营模式也需要进行调整，从而提高人们收集和处理废物的积极性，而这经常需要给与经济上的刺激。相反，发展中国家也许更需要科学的管理方法和技术。

　　这些经济和交流方面的问题，是制约生物碳使用的真正阻力。为此，人们需要付出大量的努力，否则生物碳将会像其他解决气候问题的想法一样最终不了了之。　 （朱莉萌）