降低大气中的二氧化碳含量不仅需要减少排放量，我们还需要捕捉和储存已经排放的过量碳。在9月21日发表于《植物科学趋势》（Trends in Plant Science）杂志上的一篇观点论文中，一个植物科学家团队认为，沙漠等干旱土地可能是解决碳捕获问题的答案之一。研究人员建议利用干旱土地结合特定植物和土壤来创建有效的碳捕集系统，从而提供一种不与农业用地竞争的解决方案。

大气碳库（蓝色箭头）的年增长率是化石燃料排放（960 亿吨碳）、土地利用变化（120 亿吨碳）以及陆地（310 亿吨碳）和海洋（290 亿吨碳）碳库吸收碳的差值。此处仅显示陆地碳通量。图片来源：Trends in Plant Science, Hirt et al.

作者认为，我们可以通过对植物、土壤微生物和土壤类型的理想组合进行工程设计，促进一种名为草酸盐-碳酸盐途径的自然发生的生物地球化学过程，以创造地下碳汇，从而将干旱生态系统转变为具有改善土壤健康、提高光合效率和增加根系生物量的高效碳捕获系统。

由资深作者、阿卜杜拉国王科技大学植物科学家赫里伯特-希特领导的研究小组写道："通过恢复生态系统功能（包括碳固存）来重新绿化沙漠，应该是首选方法。开垦干旱地区进行复绿和碳封存的优势在于，它们不会与用于农业和粮食生产的土地形成竞争"。

草酸盐在固碳中的作用

这种方法利用了适应干旱的植物产生草酸盐的特性--草酸盐是一种含碳和氧的离子，如果你不幸患有肾结石或痛风，你可能会对这种离子有所印象。一些土壤微生物将草酸盐作为唯一的碳源，并将碳酸盐分子排泄到土壤中。碳酸盐通常很快就会分解，但如果这些植物-微生物系统生长在碱性和富含钙的土壤中，碳酸盐就会与钙发生反应，形成稳定的碳酸钙沉淀。

碳在大气、海洋和陆地生态系统之间自然循环，但人类的行为导致大气中积累了过量的二氧化碳。研究人员写道："......即使我们能够减少二氧化碳的排放，二氧化碳升高对气候的影响在至少 1000 年内仍将不可逆转，除非二氧化碳能够从大气中被封存。"

干旱土地与树木的碳捕集对比

树木被认为是碳捕集的理想系统，但植树造林直接与农业争夺耕地。相比之下，干旱地区约占陆地面积的三分之一，但不用于农业。

目前，干旱生态系统支持的植物很少，缺水是最大的限制因素。然而，一些植物通过进化出不同的机制来应对缺水和极端温度，从而适应了干旱生活。一些适应干旱环境的植物拥有特殊的根系，可以深入土壤挖掘隐藏的水源，而另一些植物则利用不同形式的光合作用，在一天中最炎热的时候尽量减少水分的流失。还有一些植物，即所谓的"草酸盐"植物，会产生大量草酸盐，在干旱时可以将其转化为水。当草酸盐植物在特定条件下生长时，这些草酸盐中的部分碳会沉积在地下，成为碳沉积物，作者希望利用这种机制进行碳固存。

作者写道："总的来说，在这种固碳形式中，每十六个光合固定碳原子中就有一个可能被固碳到碳酸盐中。"

作者说，在干旱地区扩大这种自然发生的生物地球化学过程，可以将这些目前生产力低下和退化的生态系统转化为碳汇，使土壤和植物更加健康。 他们建议从"肥力岛"开始，即一小块重新绿化的栖息地，植物和微生物可以从这里扩散开来，形成植被地毯。

作者估计，这些方法可以在不到 10 年的时间内显著增加植物和土壤的固碳量。不过，他们指出，拟议方法的成功和速度将取决于植物的生长速度（在缺水条件下，植物的生长速度往往很慢），"......还将取决于在各个干旱国家应用这项技术的财政和政治手段"。