中國文化大學土地資源學系 陳怡君副教授
全球面臨氣候變遷影響，近年來企業面對被課徵高額碳費壓力，對於企業而言，除了積極內部減碳之外，碳減緩與調適的治理是否有更積極解方是大家想進一步深究的課題，其中自願購買碳權抵減已是企業碳中和最後一哩路。國際上認為將閒置污染土地視為驅動循環經濟一種策略，同時也是施行土地碳匯可行路徑之一。污染土地再利用可增加生態系統服務功能的衍生價值，包含供給服務(Provisioning services , PS)、調節服務(Regulating services, RS)、支持服務(Supporting services, SS)、文化服務(Cultural services, CS)等(Chowdhury et al., 2020)。尤其褐地再利用的調節服務，碳固存與氣候調節效益比避免地表逕流環境效益更為彰顯，碳固存可帶來€291/t CO2e，避免地表逕流€0.5/m3 (de Valck et al., 2019)。然而，污染土地再利用議題，在循環經濟角度下很少被提及，聯合國糧食及農業組織(FAO)研究顯示，在亞熱帶濕潤氣候條件地區，污染土地若種植草本植物可以增加額外土壤碳儲量為3.81 (tC/ha/y)，以及聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)於2019年提出對農業(Agriculture)、林業(Forestry)、其他用地(Other Land Use)碳儲存估算指南的修正報告，以土地碳儲存評估數據可得性與精細程度分為 Tier 1、Tier 2、Tier 3 三個層級。Tier 1係參考IPCC假設值，假設土地20年以上的土壤有機碳變化已達穩定，故僅考量土地利用類別變化，適用於粗略的全球/區域碳平衡研究。Tier 2考量區域的土壤質地、降水量影響，評估土地管理(如免耕、造林)對於土壤有機碳(Soil organic carbon, SOC)增匯變化，提高碳匯評估精細度。Tier 3利用動態碳模型(如 RothC、CENTURY、DNDC)，蒐集場址專一性活動數據，模擬短期與長期土壤碳匯變化，精確模擬土地利用與氣候變化對土壤碳匯影響，為了提高模擬結果的精準度，專案可整合高解析度測量數據(如整合土壤微氣象監測與渦流協方差監測)分析土壤活性碳庫池(Active SOC)、慢性碳庫池(Slow SOC)、惰性碳庫池(Passive SOC)變化，同時搭配每3、5、10年土壤監測數值驗證長期碳封存的結果(IPCC，2019)。土壤監測方法須考量土壤有機碳之空間變異特性，每一區分層及應採集樣本數可參考VMD0021土壤碳庫儲存量估算準則，為求得污染深度範圍的土壤有機碳與容重(Bulk density, BD)變化，建議可依等效土壤質量(Equivalent soil mass, ESM)評估法，分別採取涵蓋污染層之0~15公分、15~30公分、30公分以下進行分層數據分析，但這耗費時間較長且驗證與監測採樣經費高昂(Wendt and Hauser, 2013)。
台灣污染場址從未建立過土地碳匯評估準則與參數資料，污染場址在資料缺乏且因不同整治技術下，難以追溯其土壤碳匯變化，建議可由IPCC Tier2評估步驟為基礎，從開放資料庫篩選參數值(表1)來評估場址碳匯潛力，此方式適合先行評估以自然為本的土壤碳匯潛力。若場址具有碳匯潛力後再建立Tier 3以專案場址碳匯所需專一性參數，此階段評估項目與估算方法必須考量整治方法對於土壤碳匯是否具有外加性(增匯效果)。由於污染場址涉及不同種類型整治技術，常見現地(In-Situ)整治技術如化學氧化、酸淋洗、氣體抽除處理、生物整治法等，這些方法係以降解污染物為目標，整治過程使得土壤微生物代謝產生碳通量，或因整治工程機具使用產生溫室氣體排放，因此對於碳匯皆無助益，建議可由綠色整治評估專案碳減量而不須考慮土壤碳匯效果。除了上述整治方法外，國際上已有文獻探討植生復育結合生物炭、固氮菌、生物界面活性劑等方法達到污染移除且具有負碳效果，例如紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是常見牧草植物，對於土壤與地下水的不同污染都具有整治效果，包含油品污染與重金屬污染(Pourbabaee et al., 2021; Chen et al., 2022)。苜蓿與根瘤菌特殊共生關係使得在處理油品污染也可以不添加氮肥而讓苜蓿持續生長，同時藉由根部分泌有機酸與酶提昇分解污染物效率，因此過程中可能提高土壤微生物活性;反之，苜蓿若經由植生穩定（phytostabilization）防止重金屬移動，重金屬累積導致微生物活性降低，減少土壤有機碳分解。另一方面，國內學者研究多項植物(如狼尾草、台灣藜)結合生物界面活性劑評估重金屬場址整治效益，這過程除了透過植物生長固碳外，添加生物性界面活性劑使得土壤碳含量產生變化(柯淳涵，2016)。近年來在國際上碳權登錄平台也看到生物炭應用於土壤改良諸多專案(Verra, 2023)，雖然生物炭於土壤礦化模擬仍處於爭論狀態(Sanei et al., 2025)，但不可諱言已有許多研究證實改良生物炭材質可提供自營性微生物對CO2固定與釋放機制，提升微生物固碳潛力(Zhao et al., 2024)。有鑑於此，本人建議污染土地碳匯評估方法建立，可以分為三種情境，情境A:減少土地人為干擾(如種植作物、整治、翻土…等)、情境B:種植草本植物，促進土壤健康與自然復育(如選擇固碳或固氮植物及其殘體作為土地覆蓋載體)、情境C:輕度整治(如植生復育-木本、添加生物炭作為土壤改良劑)，並依據不同場址管理條件建立專案參數資料庫，以評估場址碳增匯效果。本研究參考IPCC 2019年報告，初擬三種情境之土地碳匯排放源與參考專一性參數表(表2)，以供國內評估污染土地碳匯專案參考，2024年陳怡君與吳君孝評估無人干擾下，自然生長紫花苜蓿(情境A)之固碳效果可達7.72~12.33 t C/ha/y。
表1、土地碳儲量變化Tier2評估參考資料來源
表2、污染土地碳匯變化Tier3評估排放源與參考專一性參數建議表
參考文獻:
- Chowdhury S., Kain J.H., Adelfio M., Volchko Y., Norrman J. (2020). Greening the browns: A bio-based land use framework for analysing the potential of urban brownfields in an urban circular economy. Sustainability, 12, 6278.
- de Valck, J., Beames, A., Liekens, I., Bettens, M., Seuntjens, P., & Broekx, S. (2019). Valuing urban ecosystem services in sustainable brownfield redevelopment. Ecosystem Services, 35, 139-149.
- Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). (2019). 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Volume 4 – Agriculture, Forestry and Other Land Use, Chapter 2: Generic Methodologies Applicable to Multiple Land-Use Categories. IPCC.
- Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). (2019). 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Volume 4 – Agriculture, Forestry and Other Land Use, Chapter 5: Cropland. IPCC.
- Wendt, J.W. & Hauser, S. (2013). An equivalent soil mass procedure for monitoring soil organic carbon in multiple soil layers. European Journal of Soil Science, 64(1), 58–65.
- Pourbabaee, A. A., Khazaei, M., Alikhani, H. A., & Emami, S. (2021). Root nodulation of alfalfa by Ensifer meliloti in petroleum contaminated soil. Rhizosphere, 17, 100305.
- Chen, L., Beiyuan, J., Hu, W. F., Zhang, Z. Q., Duan, C. J., Cui, Q. L., Zhu, X. Z., He, H. R., Huang, X. G., & Fang, L. C. (2022). Phytoremediation of potentially toxic elements (PTEs) contaminated soils using alfalfa (Medicago sativa L.): A comprehensive review. Chemosphere, 293, 133577.
- Sanei, H., Petersen, H. I., Chiaramonti, D., & Masek, O. (2025). Evaluating the two-pool decay model for biochar carbon permanence. Biochar, 7(1), 9.
- Zhao, X., Liu, Y., Xie, L., Fu, X., Wang, L., Gao, M.-T., & Hu, J. (2024). Biochar promotes microbial CO₂ fixation by regulating feedback inhibition of metabolites. Bioresource Technology, 406, 130990.
- 柯淳涵. (2016). 以生物界面活性劑進行土壤淋洗促進植生復育重金屬污染土壤評估 (期末報告). 行政院環境保護署.
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