我们不缺碳来利用。20世纪80年代，大气碳库增加了3.3 GtC /年，20世纪90年代增加了3.2 GtC /年，2000年至2005年平均增加了4.1 GtC /年。二氧化碳浓度比前工业化水平增加了39％今天ppmv至390 ppmv。我们可以使用生物炭与碳养殖和植树相结合来扭转这一过程。很少有其他人类活动可以提出这种说法。

自然汇（陆地生物圈和海洋）对二氧化碳的吸收量每年约占总排放量的50％，也就是说，地球上的地球化学 - 生物停滞盖亚已经能够吸收一半的二氧化碳。我们给了她什么，但没有。其中，陆地生物圈（土壤和树木）的吸收量在20世纪90年代比1980年代每年高出约1亿吨碳，这表明盖亚一直在伸展一点，以适应我们更高的大气排放。然而，有迹象表明她已达到极限。

估计所有地球土壤中有机碳的总量为3200 GtC，约占陆地生态系统碳的70％.3存储在植物中的二氧化碳，650 GtC，是全年人造二氧化碳的81倍排放量（8 GtC）。因此，将这种植物生长的一小部分转移到将碳排出大气的循环 - 在“养殖碳”，树木，房屋，竹制家具，木制船舶或生物炭 - 将开始阻止气候变化。

与生物炭中的结晶顽固碳形成对比，生物系统中常见的碳分子形式被称为“不稳定”，因为它非常活跃并且容易附着在固体，液体和气体形式的其他有机分子链上。植物和动物，包括我们自己，需要不稳定的碳来形成细胞组织的构建块，包括所有生物中的DNA核蛋白螺旋。

从顽固碳与不稳定碳管理实践中实现的碳固存量存在很大差异。顽固碳封存其原料的25％至50％的碳，持续1000年。相比之下，通过生物分解（耕作）或焚烧（茬燃烧）制造不稳定的碳，在5到10年内隔离不到10％到20％。

康奈尔大学的Johannes Lehmann研究了使用生物炭来改变温室平衡的速度。根据对其生产和应用方式的各种假设，他估计全球农田储量为224 GtC，温带草原为175 GtC; 他没有检查森林。Lehmann说：“这些总的螯合机会很高，接近植物总C的水平，”这意味着生物炭的土壤吸收潜力可能与地球上所有生物量的总重量一样高。Lehmann估计，如果热带文化中的刀耕火种技术被斜线和焦炭（在燃烧期间和燃烧后掩埋阴燃生物质）取代，每年可以抵消12％的化石燃料排放量，并且可以抵消相当的数量通过转移森林残留物，工厂残余物等废物，

退化土壤上的碳养殖涉及从耕作耕作到有机免耕耕作，农作物残茬覆盖和覆盖种植，综合养分管理和施肥，以及种植与轮牧和农林业的复合。

转换为有机免耕的农场每年可以封存1至4吨有机物。通过使用多年生多种文化，放牧动物，树木和野生植物条带的旋转牧场，该量可以加倍或加倍。适当种类的种植，林分管理和混养文化可以应用于林地和森林，以使其进入碳农业制度。

为了恢复一个百分点的土壤有机质，每英亩约12吨有机物必须进入土壤并留在那里。因为添加到农业土壤中的大约三分之二的有机物将被土壤生物和植物分解并返回大气，为了永久添加12吨，每英亩需要总共36吨有机物。这不能快速完成，或者只是洗涤或蒸发掉。需要一个缓慢的过程。

如果土壤碳的恢复成为世界范围内农业政策的核心目标，那么将每英亩一半的封存作为初始目标是可能的，也是合理的。随着土壤条件的改善，侵蚀和害虫减少，土地恢复平衡，可以增加目标。在全球范围内以这种方式进行耕作可以将目前每年8 GtC人为排放总量的9％固定在一起。

生育率的提高意味着化学肥料可以（并且应该）在实行碳养殖的地方消除。减少化肥中一氧化二氮的排放（相当于每年人造温室气体约8％）并减少化肥生产的运输和能源影响，可以减少全球排放量的另外几个百分点。

此外，如果有机废物以堆肥的形式返回农业土壤，那么填埋场和废水中的甲烷和二氧化碳排放量（相当于人为排放量的3.6％）可以大大减少。

即使是适度的开端，也有可能每年抵消全球温室气体排放约20％。我们只讨论前10年。之后，我们可以逐步增加有机物质重新融入土壤。到21世纪中叶，我们可以将土壤中碳的总储量增加两个百分点，甚至更多。

指数曲线在自然界中不存在很长时间。如果21世纪初的人口趋势继续无限制地发展，那么到本世纪中叶农业产出必须翻一番。我们知道这是不可能的。到2050年，人均可用农田将是一个世纪前的三分之一。我们的农业要么必须变得不可思议地比现在更富有成效，要么从根本上改变非食品产品和浪费但有利可图的工业实践。

为了满足我们的直接食物需求，如果没有其他原因，我们必须改变我们增加卡路里的方式，也许还有我们消费卡路里的方式。Gaian生态学家James Lovelock认为我们将开发synfoods - Soylent Green场景。联合国粮食及农业组织认为，我们将采用（显然是无限的）化石燃料来加速绿色革命，就像中国似乎正在做的那样。像Vernor Vinge和Ray Kurzweil这样的单一主义者正在依赖于某种跨人文主义的场景，其中计算能力超过了人类的脑力，我们只是将自己移植到比我们旧的生物基质更少资源的地方 - 例如，纳米机器人或纯粹的网络空间，更大胆。

当然，这将有助于限制我们的人口增长并减少肉类和乳制品的消费。它需要16磅的谷物蛋白才能产生1磅的牛肉蛋白质; 对于猪肉，比例为6比1; 鸡肉，3比1.我们还需要更加谨慎地制定过渡性生物燃料的生产方式 - 确保它们与我们的食品供应相辅相成，而不是与之竞争。我们需要重新考虑大豆，玉米和其他作物以外的其他作物的作用。通过改变优先顺序，我们可以最大化我们可用的热量摄入量，同时我们等待奇点，合成食品或向本书讨论的类型的可持续农业过渡。

如果你只是没有进入氟里昂饮食或无法获得technogeek synfood计划，那么回归健康食品丰富的健康食品可能更符合你的喜好。当然，你也希望农场将我们的气氛带到“正常”的270 ppmv的二氧化碳当量温室气体，或者真的没有未来，或者至少没有人会欣赏它。

幸运的是，有可能为所有新人提供食物，而不是通过增加我们的成长量，而是通过改变我们的成长，同时改变我们的成长方式。

计算碳

一千万吨是十亿吨。英国吨 - 2000磅 - 比公吨小10％ - 1000公斤。为简单起见，我可以互换使用它们。

二氧化碳的分子量（C = 12 + O = 16 + O = 16）为44.单独的碳为12.因此，二氧化碳当量（CO 2 e）的分子量计算为单独的碳重量的3.67倍。

碳平衡

目前大气中温室气体浓度为800千兆吨碳（GtC），3000千兆吨二氧化碳（GtCO2）或3300千兆吨二氧化碳和等效气体（GtCO2e）。每年，人类活动增加超过8 GtC，30 GtCO2或33 GtCO2e。

每年的空气 - 土 - 空气碳循环移动58 GtC或215 GtCO2。在周期性碳储存中，21％在植物和海洋生物群中（600 GtC），27％在大气中（800 GtC），52％在土壤中（1500 GtC）。

海洋中含有40,000 GtC的溶解碳酸盐，通常不会循环很多 - 在寒冷的温度下。但随着海洋变暖，碳将开始以二氧化碳和甲烷（CH4）的形式返回大气层。目前，海洋吸收3 GtC /年，但这种情况正在下降。

大气成分也按体积百万分之一定义。地球转变为5度加热平衡的阈值被认为是95 ppmv C，350 ppmv CO2或393 ppmv CO2e。目前，该气氛含有100ppmv C，390ppmv CO 2或436ppmv CO 2。

添加1 ppmv CO2需要2.12 GtC。目前，大气中的碳从人类活动中每年增长4.5 GtC，每年增加2 ppmv。

土壤碳的类型

二氧化碳的土壤吸收分为两个不同的类别：土壤有机碳（SOC）和土壤无机碳（SIC）。碳封存从光合作用开始，光合作用吸收二氧化碳以产生生物量。部分生物质通过留在地下的根毛和死亡并遗留下来的微生物加工成SOC。SOC通过物理，化学和生物过程迅速降解，其中大部分最终会将废气排放回大气中。增加SOC池大小对土壤中的净碳和土壤结构的稳定具有积极影响。它增加了土壤中水分和养分的保留和物种多样性，加速了养分的循环利用。

 

当CO 2变成碳酸并沉淀出钙和镁的碳酸盐时，发生SIC的隔离。将生物碳酸盐浸出到地下水中会使它们远离根区，否则它们可能被植物或土壤生物吸收。SIC旅行的速度和速度取决于一系列土壤和环境因素，例如存在的粘土的数量和性质，地下水的特性，土壤的深度以及结合元素的可用性（例如，氮，磷，硫，钙，镁）。