这篇文章最初发表在耶鲁大学环境不受360。

Trey Hill带领一小群农民来到他位于马里兰州东海岸Rock Hall办公室外的一块田地。这是一个阴天的二月天，但地面上却充满了色彩——紫色和红色的芜菁顶部与绿色的黑麦、野豌豆和三叶草混合在一起，底下是肥沃的棕色土壤。希尔俯下身，从地里拔下一根又长又粗的白萝卜，给他的客人们看那粘在毛茸茸的根茎上的咖啡色的肥美土块。他解释说，这些团块囤积了碳——没有使地球变暖的碳。

山不采取“碳聪明”的做法，如覆盖作物，以应对气候变化。他这样做是为了建立土壤，保水保赚钱。但是，当第三代种植玉米、小麦和大豆的农民诺瑞是一家总部位于西雅图的初创公司，它希望出售储存在像他这样的农场土壤中的碳信用额。希尔并不一定期望获得意外之财，但他希望向农民同胞们展示，他们可以在帮助抗击气候变化的同时赚钱。希尔说:“如果成功了，我们还能赚到钱，那就太好了。”“如果做不到这一点，那就得有人做第一，我们愿意冒这个险。”

今年早些时候，Nori以11.5万美元的价格收购了希尔土壤中储存的8000多吨碳。在未来，如果他所耕种的1万英亩土地每年能多储存1吨碳——他说，这是他所能期望的最好水平——他每年能赚到15万美元。

作为努力断奶关社会的化石燃料已经停滞不前，“自然气候解决方案”，如土壤固碳迅速获得了蒸汽。在2018年，国家科学学院，工程与医药报“负排放技术” - 从大气中吸收，而不是简单地减少碳的排放新技术 - 需要稳定全球变暖低于2摄氏度，水平科学家认为，可能是灾难性的。

美国科学院的报告指出，土壤隔离是一种成本效益高、容易获得的气候解决方案，仅在美国每年就有可能消除2.5亿吨或更多的二氧化碳。这大约是美国的5%美国每年的二氧化碳排放总量2018年为54亿吨。本月，由自然保护协会(TNC)的研究人员领导的一个小组估计，如果在全球范围内实施，土壤保护和土壤建设活动可以提供帮助近10％的碳还原的需要为了避免打破2度的壁垒。

数以百万计的美元正从微软和其他公司涌入土壤气候项目通用磨坊，慈善家比如莱昂纳多 - 迪卡普里奥和政府大型和小型。总部位于波士顿的一个农业技术公司，靛蓝Ag)他说，成千上万的农民在超过1800万英亩的农田里耕作，几乎全是在美国，他们都表示有兴趣参加这个碳封存项目。一个由食品巨头和像TNC这样的非营利组织组成的财团已经筹集了2000多万美元来建立一个出售土壤碳信用额的市场。博尔德(Boulder)、科罗拉多(Colorado)和旧金山(San Francisco)等城市正在将土壤碳储存纳入其气候行动计划。加州已经为一些减少温室气体排放的农民支付了费用，而马里兰州的立法者正在考虑为希尔这样的“碳聪明”农民提供新的资金。

在国家层面上，美国参议员科里·布克(新泽西州民主党人)、众议员德布·哈兰德(新墨西哥州民主党人)和众议员谢莉·平格里(缅因州民主党人)已经提出议案，向采取气候友好措施的农民支付费用。甚至农业部长桑尼·珀杜(Sonny Perdue)也支持这个概念。

但是，越来越多的科学家担心，安装社会压力做些什么来应对气候变化正在推动资金进入所谓低碳农业需要，以支持其成熟的科学之前。新的研究显示，即使长期接受碳汇的做法可能不会产生希望气候的好处。对深度至6.6英尺的土壤进行的测量，对减少土壤耕作对气候的影响产生了严重的怀疑，类似的研究也在质疑，在某些情况下，覆盖作物能够吸收多少碳。专家们说，现在迫切需要从农场收集大量的土壤碳数据。

甚至一些支持者希望在炒作遏制。

“我们正处在一个时期的碳繁荣的。”菲尔·泰勒，基于博尔德再生农业组织的生态学家和共同创始人疯狂农业。“社会对农业将解决气候变化问题的希望和愿望被夸大了。”

从第一台犁破土开始，农业就一直在排放二氧化碳。表层土壤将含有碳的地下分子与大气中的氧气混合，产生的温室气体比其他任何气体都要多，正危及着人类文明。最近的估计表明，全球土壤流失了约1330亿吨碳，约占工业革命以来人类排放的碳总量的四分之一。

技术进步大大有在上世纪调升养殖的排放量。由食品系统化石燃料的使用，包括燃料拖拉机，运输和能源对化肥生产，占所有温室气体排放量的10％以上。肥料添加到土壤会导致微生物以发射一氧化二氮，或N 2 O，一种温室气体300倍大于每分子二氧化碳更有效。N2O是导致全球变暖的6％左右，根据美国环境保护局。

但有希望这种趋势可能被逆转。2004年，藤拉尔，在俄亥俄州立大学土壤科学家估计，改变耕作和土壤管理实践，在理论上，哄了从土壤中失去了后面所有地下碳的三分之二，可能大幅拉下来的大气二氧化碳。拉尔等人建议显示增加含碳化合物在上层土壤层，包括减少或消除耕作暴露土壤碳在空气中，覆膜与作物残余物和种植覆盖作物字段分数的做法 - 不生长谷类，豆类或其它蔬菜收获，但以减少侵蚀和丰富的土壤营养和富含碳的有机物质。

事实证明，一些农民已经采取了这种做法。美国美国的免耕运动始于上世纪40年代，当时在干旱的西部土地上耕作引发了毁灭性的尘暴，保护土壤成为了优先考虑的事项，而新出现的除草剂允许农民在不翻土的情况下杀死杂草。根据美国农业部(USDA)的统计数据，超过三分之一的美国农田是免耕的，另外三分之一是所谓的低耕管理。

覆盖作物也获得了动力，尽管速度较慢。1992年，为了减少切萨皮克湾的污染，马里兰开始向农民支付费用，让他们在光秃秃的土地上种植遮盖作物。尽管希尔对自己是否能从中受益持怀疑态度，但他还是一个较早的采用者。“这与气候或土壤健康无关，”希尔说。“我们都认为这是一堆环境垃圾……然后我们发现它起作用了，看到土壤开始改变。”Where Hill grew cover crops, his soils eroded less and held more water.

马里兰州拥有全国最高的种植覆盖率。希尔等先进的农民已经从单一品种种植过渡到多种混合种植，比如他在2月份展示的那种，这种混合种植不仅减少了水土流失和径流，还为授粉昆虫提供了固氮和食物。这种做法开始广泛流行起来，从2012年到2017年，全国的复种率增加了50%。

支付农民实际绘制下来碳的想法，但是，并没有起飞。没有人知道如何准确，但经济实惠，测量土壤碳小，缓慢的变化可能会累积在一个甚至多个生长季节。的金标准土壤碳测量涉及从字段中提取多个柱形芯子，干燥它们，它们燃烧的炉中并测量所释放的二氧化碳 - 耗时和昂贵的过程。

技术终于开始赶上野心了。希尔和许多农民一样，使用软件将有关他的农业活动的大量数据记录下来——每次他开地、喷洒化学药品或种植作物时——输入一个名为“颗粒”的软件程序，帮助他调整输入和决策。科学家们意识到，同样的数据也可以用来估计一个农场的碳汇和温室气体排放量。

grain的员工将希尔与Nori联系在一起。Nori是一家由理想主义的年轻环保主义者在2017年创办的初创公司，他们希望利用科技来降低补偿农民的碳汇成本。Nori的工作人员认为，希尔的颗粒数据可以帮助解决碳测量的问题。接下来是双方的教育过程。Nori的创始人并不熟悉保护性耕作的微妙之处。希尔对区块链了解不多，这是一种理论上安全、不涉及银行的技术，Nori想用它来把二氧化碳排放者的钱汇给农民，以寻求补偿。

经过两年的讨论，Nori决定出售基于希尔公司从2014年到2018年五年的碳封存实践的碳信用额。Nori将使用COMET-Farm(美国农业部生产的数字工具)计算希尔的气候影响。COMET-Farm采用来自颗粒状平台的农业实践信息，与来自卫星和传感器的天气数据和来自美国农业部数据库的土壤信息混合，并使用复杂的计算机模型来估计土壤中的碳含量和温室气体逃逸的速度。

由于不需要现场访问或土壤样本，它可以运行数千美元，紫菜保持验证费用低。验证过程成本山周围$ 3,500，虽然他将需要支付碳实际上是存储在10年确认的审计。

10月7日，Nori以每吨16.50美元的价格向Hill提供信用额度，Nori为1.5美元，Hill为15美元。据统计，共有342名买家购买了8,010吨的信用额，而实际购买的信用额为14,011吨紫菜。可在公司网站与针对各卖出信用和一些买家甚至名称的数量，其中包括个人想要购买只是一个信用卡或两人相处希尔场的卫星图像;等公司的旅游公司BootsnAll，其领导人希望减少他们公司的碳足迹;和机构，如亚利桑那州立大学和南加州大学的施瓦辛格学院。

激进的透明度是什么套除了紫菜的程序山。他blockchain认证的证据表明，他的庄稼正在使用气候友好的方法种植，他希望将帮助他在附近的华盛顿特区，区卖小麦和大豆的溢价，也许是富裕，环境意识的消费者。而且他投资的资金投入使他的操作更加可持续。他刚刚订购一台设备，称为辊压接机，杀死覆盖作物没有化学物质和植物同场传球经济作物。希尔说，新机将会使他少喷除草剂和驾驶他的场次数较少的一个赛季，费尽了额外的收益，这将支持通过海苔进一步销售。

尽管强势推出，海苔的成功不放心。当我和克里斯托夫Jospe，紫菜的首席开发官，在十二月发言，他希望在2020年第一季度末卖出10万吨的价值学分的，但到目前为止该公司没有持有其他销售;Jospe说，超过150名农民代表50多万英亩的土地进行验证程序的工作，该计划于今年晚些时候出售其学分。

竞争对手紧随其后。今年6月，Indigo Ag宣布将开放碳市场。该公司将在今年春天公布其监测和验证方法，并希望在年底前出售信用。第三个组织“生态系统服务市场联盟”(ecological Services Market Consortium)将以企业、市政和其他大型买家为目标，为碳封存、水质和避免径流提供信贷。该市场正在5万英亩农田上进行试点，并宣布了全国范围内的目标启动日期为2022年。

随着立法，提供诱因采取正在考虑再生农业技术在国会两院，农民很快就可以有更多的方式来获得报酬的应对气候变化。事情发生在国际也是如此。澳大利亚和阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省的加拿大省份已支付农民土壤固碳，和法国政府在2015年推出“4每1000”计划每年增加0.4%的土壤碳储量。

“有非常强劲的发展势头，”拉尔说。“我非常深刻的印象发生了什么。”

然而，越来越多的科学家并不像他们希望的那样对支撑土壤碳吸收淘金热的科学有深刻的印象。

2006年，美国农业部土壤科学家约翰·贝克(John Baker)分析了一些研究，这些研究通过1米深的土壤样本测量了免耕对碳的影响。从历史上看，大多数研究只测量了最顶端的8到12英寸，即所谓的犁层，并发现碳在那里堆积。然而，少数更深入的研究经常发现，在30厘米以下的地层中，碳的消失量大致相等。贝克和他的同事们认为，免耕似乎改变了碳的垂直分布，而不是被隔离的碳总量报告（PDF）。最近的论文已经证实贝克的调查结果。

作为一种气候解决方案，覆盖作物保持了更强的声誉。本月发表的跨国公司研究报告估计，如果全世界的农民都采用这种做法，他们每年将吸收近5亿吨二氧化碳。

但这项研究中，最喜欢的人到今天为止，依靠主要由在耕作层的测量。近期深土壤研究质疑盖作物的气候效益。在10年的实验，取样下来到3.3英尺的土壤科学家在衣阿华州立大学发现，根深蒂固的多年生植物和覆盖作物发动起来，土壤中的微生物是释放多少碳沉积到大气中的作物的。“简单地增加更多的碳并不一定意味着碳是要留在那里，”研究合着者史蒂芬Hall说。

加州大学戴维斯分校的研究人员，在19年的研究，测定至6.6英尺深度，发现覆盖作物不能单独添加碳，除非堆肥，它可以是昂贵的补充。“这是真的令我们吃惊，”妮可Tautges，研究领导说。“我们认为，该办法至少在我们的半干旱地中海的生产方面，覆盖作物似乎并没有做什么的人说，他们这样做。”

还有一些研究发现，在某些情况下，增加土壤中的碳，会使消耗氮并排放出强大的温室气体一氧化二氮的土壤微生物过度活跃，除非氮肥得到精心管理，否则就有可能抵消碳封存的气候效益。

然而，质疑土壤固碳效益的研究通常是在大学或政府的长期研究基地进行的，专家们表示，这些研究并不一定要复制现实农场中所做的许多和各种各样的管理决策。耶鲁大学森林与环境研究学院的土壤科学家马克·布拉德福德说:“我认为，那些反对这项倡议的论文和那些认为可以这么做的论文一样有很多漏洞。”

Nori所依赖的COMET-Farm工具既反映了当今土壤科学的前景，也反映了它的局限性。它主要基于美国每年向联合国报告农业相关温室气体排放的计算机模型。包括布拉德福德在内的许多人说，这些模型是模拟土壤复杂的化学和生物学的最佳尝试之一。这些模型得到了来自100多个研究地点的数据的验证。

但即使是100点仅捕获30万种已知土壤类型的一个微小的样本，数以千计的决定，农民可以使在职业生涯的价值生长季节的。COMET农场也基本上平底船对深层土壤的问题，只考虑在碳在土壤上12英寸变化。

对于威廉·施莱辛格来说，他是位于纽约米尔布鲁克的卡里生态系统研究所的名誉主席强烈质疑土壤固碳是否能够应对气候变化，忽视了地下是新兴碳市场潜在的致命缺陷。“支付是实现之前，我会希望看到有人已经采样到（3.3英尺）的深度，并且只需要支付总净积累，如果有的话，”施莱辛格说。

科罗拉多州立大学的土壤生态学家Keith Paustian领导了COMET-Farm的开发，他说他的团队很快将发布模型预测的统计不确定性估计，这将帮助Nori和其他用户。但他认为，科学已经足够强大，足以支持碳市场。“我们从几十年的土壤科学和实地测量中得到了一个非常坚实的经验基础，”包斯蒂安说。“我绝对认为我们有足够的知识向前迈进。”

去年，布拉德福德召集了一群来自学术界和环境保护的研究人员，评估现有的科学是否支持基于土壤的气候解决方案。在在自然可持续发展的论文必威体育2018，笔者认为，再生的农业实践可以固碳。但他们承认，现有方法无法准确测量碳如何快速积累在一个特定的农场。其中布拉德福德的博士生正在开发手持场扫描仪通过将土壤反射光的性质与土壤碳含量相关联来提供这种测量方法。

布拉德福德还呼吁进行专门的试验，对范围更广的农场、种植方式和土壤类型进行取样。他正在就这样一个项目为Indigo Ag提供咨询Terraton实验，这是通过预计至少2029运行，并支持该公司的碳市场。已经在研究上千亩成千上万的采样土壤中，一些以3.3英尺的深度，最终将编译收集，评估农业耕作活动对气候的影响最大的数据集丹哈尔堡，Indigo的系统创新部高级主管说。

来自俄克拉何马州的农民Tom Cannon告诉我，Indigo研究人员每周都会去他的农场采集土壤样本，并采访他的做法。他说:“这是所有人要求我提供的最全面的数据。”

除了科学和测量的不确定性，科学家们还担心土壤固碳的简单生物物理限制被忽视。USDA’s Baker notes how easy it is for carbon stored in topsoil to be released back to the atmosphere if, say, a farmer decides to till after years of no-till, or soil microbe respiration rates increase as the globe warms — something predicted by multiple studies. "You’re not locking carbon in a vault," he says.

此外，肯塔基大学的土壤科学家Hanna Poffenbarger指出，没有土壤是无底的碳汇。即使是可能增加碳的表层土壤，在经过几十年的免耕耕作或覆盖种植后，也会重新平衡到稳定的碳浓度。来自英国的研究人员2018年回顾他指出，这种情况已经在一些地方发生了。

与我交谈过的每个人都认为，再生农业对土壤健康有益，而且具有重要的环境效益，可能值得投资。大多数人认为，土壤可能在吸收碳方面发挥作用。但是，几乎所有的科学家都希望在全心全意地支持使用农业方法应对气候变化之前，获得更多的确定性。

贝克说:“我认为，依靠这些措施来真正缓解气候变化是一件有风险的事情。”

这个故事是与……合作制作的食品与环境报告网络这是一家非营利性调查新闻机构。