黑土究竟如何產生至今仍沒有定論。（圖片來源／維基百科）

近百年來，考古學家巴西亞馬遜雨林盆地，南美等國家都發現了「黑土（Terra Preta，葡萄牙文）」。早期黑土被認為是因安第斯山火山，或是湖泊沼澤沈澱造成的，但近年發現因為土壤中的炭成分與陶器中的炭相同，所以判定是人為大量產生的。

黑土的前世今生

和一般熱帶經過耕作、動物擾動的Oxisol（氧化土）比較，黑土含有較高的碳的成分，而生成的年代可以推演到4,500年前，當時的人類的行為如何改變了氧化土，變成黑土，還是一個迷，或許就像很多原住民使用火耕的方式有關，但是迄今都沒有定論。

因為土壤學是一個非常複雜的學問，存有太多不確定變數，到底黑土是否就能夠幫助作物生長、健康，也有不同的論據，也沒有非常具體的結論。

不過生物炭可做為「減碳工具」，已被許多人接受，因為從簡單的化學反應方程式，可以判斷，很有將碳封存起來的潛力。

植物光合作用是把空氣中的二氧化碳，加上根部吸收的水，在葉綠素經過光反應（需要光能作用）和暗反應（不需要光能作用）合成六碳糖（葡萄糖），再經過植物的生理作用，轉化成植物體的有機質。這些有機質在缺氧環境下，經過超過350度高溫的熱裂解，部分會成為可燃的生物氣（Biogas），如甲烷，一氧化碳等小的碳分子，也被稱為「合成氣（Syngas）」釋出，而有一半左右的生物質會轉化成堅韌的生物碳。

生物碳的結構是多環芳香羥結構，由於連續的苯環結構，生物碳本身不容易產生化學變化，而以碳分子的形態長期存在。

生物炭只是統稱，生物碳強韌的結構，半衰期可達一、二千年，也就是今天做出1公斤的生物炭，要一、二千年，才會變成0.5公斤。

正因生物炭有如此「頑強」的特性，有些人把生物碳當成「塑膠」，生物碳會粉碎變成微粒，像奈米級的「碳黑」，就有人把這些炭微粒比作塑膠微粒，會造成環境污染。

相對的，一般有機分子，如果氧化就全部變成二氧化碳，例如急速的氧化 ---- 燃燒，或是慢速的氧化 ---- 腐爛，都會把碳釋放到空氣中。如果有機分子在無氧環境下，或是經過白蟻的消化，碳就變成甲烷釋放到空氣中，甲烷的溫室氣體效應是二氧化碳的28倍。

而生物碳能夠有一、二千年的半衰期，就很能達成「碳封存」的使命，大量將二氧化碳封存在土壤中。


左圖是植物的碳循環，幾乎100%的碳循環，從空氣進入植物生界，再進入空氣。右圖則是增加了無氧裂解，將植物體裂解成生物碳，大約有一半氧化產生能源，再成為二氧化碳，另外有一半則變成固碳作用的生物炭，可以長期封存在土壤中。（圖片來源／biochar.org）

生物碳成研究顯學

由於全球氣候變遷研究已是勢不可擋的熱潮，近年國際學術界研究生物炭也成為顯學，就連英國103歲的科學家James Lovelock都認為生物炭是減少溫室氣體的必須手段。James Lovelock發明電子補捉偵測器，可以偵測氟氯烷，才能發現臭氧層破洞；他以「蓋婭假說（Gaia hypothesis）」而聞名於世，除了是科學論述外，也是新世紀運動重要的經典，他認為地球是一個超級有機生命體，具有自然復育的能力。他也認為核能如果能夠安全使用的話，也是解決氣候變遷的好方法。

更有很多生產銷售生物炭的新創企業誕生，甚至把生物炭當成萬靈丹，有各種不同的宣傳辭藻，不少人深信不疑，但也有些人嗤之以鼻；正如前面所說的，土壤是一個非常複雜的系統，我們不應該拿短期生物炭的一、兩件事就作為論據反對或擁護之。

雖然在國際上生物炭炒得火熱，台灣也有一些人在推動，但是目前生物炭還沒有成為國際減碳正式的方法學，因為生物炭的原料來源，製作方式、過程與環境，土壤特性，植物特質，使用方法、用量、混合成分，以及氣候因素，都充滿了各種不確定性。

但是有一些生物炭的好處是無法否定的，而台灣總體而言，是一個生物炭的處女地，如何適當引進，妥善運用，防弊興利，是未來台灣農業減碳的必要手段之一。

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出處：信傳媒( https://www.cmmedia.com.tw/home/articles/32965 )