降低大氣中的二氧化碳含量不僅需要減少排放量，我們還需要捕捉和儲存已經排放的過量碳。在9月21日發表於《植物科學趨勢》（Trends in Plant Science）雜誌上的一篇觀點論文中，一個植物科學家團隊認為，沙漠等乾旱土地可能是解決碳捕獲問題的答案之一。研究人員建議利用乾旱土地結合特定植物和土壤來創建有效的碳捕集系統，從而提供一種不與農業用地競爭的解決方案。

大氣碳庫（藍色箭頭）的年增長率是化石燃料排放（960 億噸碳）、土地利用變化（120 億噸碳）以及陸地（310 億噸碳）和海洋（290 億噸碳）碳庫吸收碳的差值。此處僅顯示陸地碳通量。圖片來源：Trends in Plant Science, Hirt et al.

作者認為，我們可以透過對植物、土壤微生物和土壤類型的理想組合進行工程設計，促進一種名為草酸鹽-碳酸鹽途徑的自然發生的生物地球化學過程，以創造地下碳匯，從而將乾旱生態系統轉變為具有改善土壤健康、提高光合效率和增加根系生物量的高效碳捕獲系統。

由資深作者、阿卜杜拉國王科技大學植物科學家赫里伯特-希特領導的研究小組寫道：”通過恢復生態系統功能（包括碳固存）來重新綠化沙漠，應該是首選方法。開墾乾旱地區進行複綠和碳封存的優勢在於，它們不會與用於農業和糧食生產的土地形成競爭”。

草酸鹽在固碳中的作用

這種方法利用了適應乾旱的植物產生草酸鹽的特性–草酸鹽是一種含碳和氧的離子，如果你不幸患有腎結石或痛風，你可能會對這種離子有所印象。一些土壤微生物將草酸鹽作為唯一的碳源，並將碳酸鹽分子排泄到土壤中。碳酸鹽通常很快就會分解，但如果這些植物-微生物系統生長在鹼性和富含鈣的土壤中，碳酸鹽就會與鈣反應，形成穩定的碳酸鈣沉澱。

碳在大氣、海洋和陸地生態系統之間自然循環，但人類的行為導致大氣中累積了過量的二氧化碳。研究人員寫道：”……即使我們能夠減少二氧化碳的排放，二氧化碳升高對氣候的影響在至少1000 年內仍將不可逆轉，除非二氧化碳能夠從大氣中被封存。”

乾旱土地與樹木的碳捕集對比

樹木被認為是碳捕集的理想系統，但植樹造林直接與農業爭奪耕地。相較之下，乾旱地區約佔陸地面積的三分之一，但不用於農業。

目前，乾旱生態系統支持的植物很少，缺水是最大的限制因素。然而，有些植物透過進化出不同的機制來應對缺水和極端溫度，從而適應了乾旱生活。有些適應乾旱環境的植物擁有特殊的根系，可以深入土壤挖掘隱藏的水源，而有些植物則利用不同形式的光合作用，在一天中最炎熱的時候盡量減少水分的流失。還有一些植物，即所謂的”草酸鹽”植物，會產生大量草酸鹽，在乾旱時可以將其轉化為水。當草酸鹽植物在特定條件下生長時，這些草酸鹽中的部分碳會沉積在地下，成為碳沉積物，作者希望利用這種機制進行碳固存。

作者寫道：”總的來說，在這種固碳形式中，每十六個光合固定碳原子中就有一個可能被固碳到碳酸鹽中。”

作者說，在乾旱地區擴大這種自然發生的生物地球化學過程，可以將這些目前生產力低下和退化的生態系統轉化為碳匯，使土壤和植物更健康。他們建議從”肥力島”開始，即一小塊重新綠化的棲息地，植物和微生物可以從這裡擴散開來，形成植被地毯。

作者估計，這些方法可以在不到10 年的時間內顯著增加植物和土壤的固碳量。不過，他們指出，建議方法的成功和速度將取決於植物的生長速度（在缺水條件下，植物的生長速度往往很慢），”……還將取決於在各個乾旱國家應用這項技術的財政和政治手段”。