干涸的河床露出黄土、鱼尸，今年入夏以来，莱茵河、多瑙河、泰晤士河水位节节下降，欧洲干旱观测站（European Drought Observatory）科学家托瑞蒂（Andrea Toreti）忧心忡忡说，“这可能是欧洲近500年来最严重的干旱。”
位于中欧易北河地区的“饥饿石”（hunger stones）也露出河面，石头上的文字让人倒吸一口凉气：“如果你再次看到这块石头，那么你将会哭泣。”这是过往欧洲人纪录低水位和干旱的警语。另一头的中国华中地区同样陷入旱象，原本该进入汛期的长江却“喊渴”，中国水利部统计显示，7月以来，长江流域降雨量较常年同期偏少4成，长江干流及洞庭湖、鄱阳湖水位均为有实测以来同期最低点，部分江滩裸露龟裂，极端气候不断刷新纪录。
生物炭跟上减碳风潮
暖化危机持续浮现，减碳成为全球显学，生物炭（biochar）也被炒得火热，近年来，各国投入相关研究，试图利用生物炭来固碳减排、改良土壤和培肥地力，生物炭新创企业不断冒出头，中国也不例外，生物炭被视为重点发展项目，不过，潜在的风险也让专家忧喜参半。
生物炭，顾名思义是以生物资材为原料，在缺氧条件下经高温热裂解所制成的固体物质，常见材料有农林废弃物、动物骨骼等。台湾大学农业化学系教授许正一指出，这些生物性材料本来也许是自然分解，过程中会释放出二氧化碳，不过经由热裂解后，变成化学结构稳定的含碳物质，可能上百年才会被分解，所以推缓生物性材料转化为二氧化碳的时间，这种“固碳”方式是一种延缓的概念。
氧化亚氮是主要温室气体之一，2021年澳大利亚新南威尔斯大学发表在《GCB生物能源》期刊的研究指出，生物炭有助于在土壤中增加20%的有机碳，并且能把土壤中氧化亚氮排放量减少12%至50%。许正一说，生物炭可以把一些含氮物质固定在土壤中，减少部分的氧化亚氮排放，另外，由于土壤微生物作用会产生氧化亚氮，而生物炭可能影响一些微生物的活动，进而减少氧化亚氮排放。
不过，当前生物炭的减碳方法学仍有许多不确定因子，一项研究发现，在摄氏525-600度下热裂解的生物碳，固碳效果较差。许正一认为，因为生物炭的材料来源、歧异度非常大，穹天底下有太多动植物，材料特性都不同，加上烧制时材料体积、排列堆叠方式，还有怎么烧也不同，没有办法像工业化产品具有均一特性，有些固碳效果差，也就是生物炭本身结构的稳定性比较差。
甩不开的污染争议
生物炭还存在耗能和污染争议，台湾南华大学永续绿色科技学程讲座教授陈世雄指出，事实上，不管使用哪种方法烧制生物炭，都需要消耗能源，而微小的生物炭颗粒可能会在制造、移动或施入土壤时释放到大气中，这些悬浮的黑碳微粒会增加暖化效应，一旦进入农民或施用者的呼吸道也暗藏健康风险。
许正一表示，生物炭烧制过程不免排放出可能存在的气体，以及潜在对健康有影响的污染物质，在燃烧不完全的情况下，可能产生一些还原性气体，或是结构复杂的芳香族化合物，其中多环芳烃就是致癌物质。
不当的生物炭烧制方式也为人诟病，“有些直接在门口摆个铁桶烧起来，或是挖个坑就烧起来。”陈世雄叹道，“这样的烧法会制造很多烟雾，同时排放很多二氧化碳。”
中国每年产出的农林废弃物大约为14亿吨，台湾一年约有2300万吨的农业废弃物，从中国到台湾都试图以生物炭技术提升农业碳汇。“这只能当作是一个选项，因为生物炭还有许多疑虑有待厘清，加入土壤也许50年、100年后才看到负面效应，所以很多政府也不敢贸然开放生物炭放入土壤中。”许正一说，“土壤碳库增汇，不如回到自然的生态系做法，例如有机农业，把农业废弃物直接堆肥化、变成腐植质，腐植质对土壤碳库才是一个温和有效、长期的办法。”
陈世雄指出，根据美国罗德尔研究所（The Rodale Institute）的报告，经过23年的有机农业耕作后，土壤碳汇可以增加15至28%。今年夏天，他在自家有机农场效法德国推行百余年的“土坵栽培法”（Hugelkultur），把农业废资材以掩埋方式取代燃烧，“先挖大约一公尺深的土坑，把新鲜的木头放在底部，接着再放入旧木、枯枝、落叶或稻草，然后把挖出来的底土回填，最后覆盖表土。”他说明，“这样可以增加土壤有机质、保持水分，大概20年内不必施肥，真正把碳封存在土壤中。”
还田改土的两面刃
现阶段生物炭主要应用于土壤改良和生物炭肥，中国工程院院士陈温福积极推动“秸秆（作物收割后的茎秆）炭化还田改土”，他指出，“生物炭还田是目前改良土壤的重要途径之一，尤其对于土壤重金属污染修复和减少农药化肥残留效果显著。生物炭产业的发展可以将农业废弃物有效炭化再反哺农业，是一项利国利民利生态的朝阳产业。”
生物炭作为土壤污染的解方，有时也是一把双面刃。陈世雄表示，生物炭具有表面积大和富含微细孔洞的特性，同时拥有电子交换能力，所以可以吸附重金属或其他污染物质，但是从另一个角度来看，当原本的农药效率被降低，结果反而要使用更多的农药，那就适得其反了。
“所谓的重金属污染修复，其实是让生物炭抓住重金属，不要被植物根系吸收，不要跑到地下水里面。”长期投入土壤和环境生态研究的许正一说明，“假设生物炭在土壤中稳定100年，也许这个效果就持续100年，因为重金属完全不会被分解，随着采矿暴露在环境当中，它就存在环境当中，没有办法消失。”
中国消耗全世界化肥生产总量的3成左右,大量施用化肥造成土壤快速酸化,
不少研究提出生物炭可中和酸性土壤,同时有抑菌功效。许正一指出,生物炭的烧制条件可以让它变成碱性,因此可以中和酸性土壤,不过,如果烧出来是偏酸性的话,反而会加速土壤酸化,至于抑菌效果,由于真菌在酸性环境比较活跃,土壤、植物生病通常由真菌引起,当生物炭缓解土壤酸化,致病菌也就受到抑制。
培肥增产背后的盲点
“培肥增产”这件事，也被视为生物炭的优点，盲目施用却可能招来反效果，有研究发现，当生物炭剂量加超过2%，玉米的产量反而减少。许正一表示，生物炭可以帮助土壤把养分抓住，可是加太多的时候，会造成生物炭抓着养分、不让根系吸收，另外，过量的生物炭会改变土壤的体积、孔隙和物理条件，导致土壤环境变差了，所以产量跟着减少，国际经验建议生物炭用量不宜超过5%。
土壤是一个复杂的生态环境，“生物炭会跟作物竞争养分，如果土壤本身的有机质不够，植物反而吸收不到养分，变成一种短暂的饥饿状态。”陈世雄提醒，“生物炭也会让蚯蚓的活动力降低，频繁施用还会造成土壤压实和退化，施用时要多方考虑。”
事实上，回归生物炭的源起，并非只是生物资材燃烧后的产物。陈世雄指出，生物炭源自亚马逊流域，科学家发现数千公顷的耕地含有肥沃的黑土，被称为“印地安人的黑土”（Terra Preta de Indio），这里的作物产量是周围土壤的2倍，磷和氮含量多达3倍，碳含量约为9%，而周围土壤只有1%，它可能包括了森林长期堆积的有机物质，以及森林火灾时大量木材闷烧成碳，这才是真正生物炭的由来，它不是单纯把生物质烧一烧、放入土壤里头，当前推广生物炭应该要考虑这些背景条件。
放眼全球生物炭研究不断问世，不过，从生物炭的原料、制作方式到土壤中的调控机制仍存在各种不确定性。“在摄氏600度以下烧制出的生物炭，热裂解时会从烟雾中冷凝出焦油，焦油附着在生物炭上，让它无法发挥孔隙特性，对微生物也有不利影响。”陈世雄举例，“每一次做出来的生物炭，甚至同一家公司每次做出来的生物炭品质可能都不一样，因为原料不同，加工温度、氧气控制都存在很多问题，要制订产品标准并不容易，但是不规范又衍生弊病。”
商业炒作下的乱象
看准黑金潜力，生物炭生产企业相继在各国问世，且以中小型企业为主。中国学者反映，当前中国规范不足，生物炭产品鱼龙混杂，质量参差不齐，沈阳农业大学教授韩晓日曾经直指市场乱象，“目前市场上有些不是生物炭的也拿来做生物炭基肥的企业，造成生物炭基肥市场混乱。”
陈世雄认为，农民可以在制作堆肥过程中加入一些碳，堆肥发酵会更完整、品质也提高，同时有除臭效果，把生物炭当作仙丹妙药来推广或大量使用，反而种下农业和环境风险。
“生物炭被商品化包装了，所以有一股积极推广的力量。”许正一观察到市场机制的运作，生物炭火了，制订生物炭标准规范的呼声也浮出台面，他提出反思，“目前只为了生物炭这个东西，值不值得倾全政府和社会资源去做这些事？这反而是要冷静思考的地方。”
撰稿、制作和主持：麦小田 责编：许书婷