旱地造林对大气二氧化碳的潜在全球封存

旱地造林为长期封存大气CO$_2$提供了潜力。我们基于源自大气CO$_2$的碳，考虑人工种植的半干旱森林对有机和无机碳的封存。以色列Yatir森林的测量给出树木生物量中有机碳的封存速率为 $\sim$550 g CO$_2$ m$^{-2}$ yr$^{-1}$。通过土壤中方解石（CaCO$_3$）沉淀，无机碳沉淀速率在全球范围内额外给出 216 g CO$_2$ m$^{-2}$ yr$^{-1}$。这种封存是由于有机土壤碳上的微生物活动，以及土壤碳酸（H$_2$CO$_3$）的形成，后者来自土壤水与树木根系呼出的CO$_2$的反应。已发表的估计将可用于可持续造林的潜在旱地表面限制为 $\sim$4.5 百万 km$^2$，仅约占全球旱地的 $\sim$10$\%$。主要限制是明显缺水。然而，在许多旱地正下方，存在古水（化石水），这些水在先前较湿润的气候体制期间补给了其下的含水层。保守地，包括化石水在内，至少有 $\sim$9.0 百万 km$^2$ 可用于造林。Yatir的测量表明，滴灌至 $\sim$18$\%$ 平均土壤湿度（高于雨养的 $\sim$12$\%$ SM）将使有机碳封存速率翻倍。此外，树木密度可提高，这也将使有机碳封存速率独立翻倍。潜在的总年封存速率随后估计为 20.0 Gt CO$_2$。以色列Yatir森林的测量给出 $\sim$20.0 Gt CO$_2$ yr$^{-1}$ 的封存速率，其中 14.0 Gt CO$_2$ yr$^{-1}$（有机）和 6.0 Gt CO$_2$ yr$^{-1}$（无机）。这相当于大气CO$_2$年增加速率的 $\sim$100$\%$。