Benjamin Z. Houlton：投资农业以实现气候弹性的未来

这10月，本杰明z Houlton开始A.作为新的罗纳德·p·林奇·迪恩的五年任期作者：王莹，康奈尔大学农业与生命科学学院学报（自然科学版）JOURNAL。他还被任命为生态和进化生物和全球发展部门的教授。在科学界，他在国际上认识到他对生态系统流程的研究，并制定推动可持续农业和能源生产的合作。

然而，他在纽约州的联系纽约历史可追溯到20世纪90年代后期的研究生院。

霍尔顿获得了雪城大学环境工程科学硕士学位。随后，他在康奈尔大学开始攻读博士学位，与生态和进化生物学系的Lars Hedin教授合作。进入他的项目两个月后，赫丁在普林斯顿大学找到了一个职位，霍尔顿也跟着他去了。

“该计划真的很迷人，”哈尔顿说。“Lars正在探索这些基本的生态系统，性质和生物地球化学循环的复杂性，这就是我的领域最终最终成为的东西。”

他们的研究将它们带到了MT斜坡上的本土生态系统。Haleakala - 盾牌火山，占夏威夷毛伊岛的75％以上。在两英里的跨度，气候自然而然地从每年降雨量的降雨量达到每年近25英尺 - 产生世界上最壮观的雨凉阴影之一。这是学习变化程度如何影响热带森林中循环碳和其他营养素的理想场所。

霍尔顿注意到，氮在这些复杂的相互作用中起着关键作用。他说,“几十年来，科学家观察了许多不同生态系统中的一套引人注目的模式。”

“事实证明，生活在土壤中的细菌和它们产生氮气的方式留下了原子质量比的少量指纹，”哈尔顿说。

氮同位素之间微小的相互作用产生了全球范围的模式，霍尔顿设计了一个数学框架来分析这些动态。

“通过真正基本的发现，我的合作计划与学生和博士后的合作创造了一个新的基准工具，以计算氮气对全球气候系统的大量影响，”他说。“现在正在影响政府间气候变化的影响模型。”

该研究于2015年发表在《自然气候变化》杂志上，当时霍尔顿已经在加州生活了10年，并从2007年开始在加州大学戴维斯分校工作。

在破解了一个气候密码后，霍尔顿决定破解另一个。

作为一个关键的生活成分，他说，了解植被提供多少氮气对世界生态系统可以吸收多少二氧化碳的影响。

多年来，科学家们一直在测量不同森林生态系统中通过土壤微生物和雨水捕获的氮。当他们计算这些数字时，他们意识到在这些地区积累的氮远远超过仅用大气氮所能解释的。

霍尔顿的团队驱车前往加州北部的克拉马斯山脉，去调查一个被抛弃的理论:沉积岩风化时，氮会从沉积岩中渗出。他们从一处针叶林中提取了土壤样本，这里有沉积岩和火成岩的分离部分。后来的分析表明，层状沉积岩上面的土壤含氮量比火山火成岩多50%。

这一发现让霍尔顿的研究生跑进了他的办公室。这一发现不仅提供了一个关键的线索来解开失踪的氮之谜，而且也意味着在这些环境下的植物有更多的燃料来帮助处理大气中多余的碳。

为了了解这种现象可能有多普遍，他们在接下来的几年里收集了世界各地的数据集，并于2018年在《科学》杂志上发布了他们的发现。

研究结果震惊了科学界:实际上植物可获得的氮量占到总氮量的25%来自岩石风化。

再一次，Houlton帮助重写了描述地球碳循环和气候变化的全球模型。

长期以来，理解人类与环境的关系一直是霍尔顿研究的一个激励因素。他在威斯康星州东南部长大，横跨密尔沃基郊区和周围农田之间的城乡分界线，他一直知道这两种体系是紧密联系在一起的。

“在威斯康星州，你是带着这种内在的农耕精神长大的，”他说。“农民不仅在种植粮食，他们也在创造文化。他们是这片土地的管家。”

他在叔祖母的奶牛场度过了一段时间，中学时还在当地一家奶牛场做志愿者。他的家族在农业上的遗产横跨乳制品、家禽、谷物和饲料商品，还包括堪萨斯州的一个家庭奶牛场。霍尔顿说:“我喜欢说，如果你摇动我的家族树，一个奶农会从每一根树枝上掉下来。”

他的祖父和祖父都是在奶牛场长大的。他的祖父杰里·霍尔顿(Jerry Houlton)只接受过8年级的教育，在最终定居于威斯康星州黑河瀑布市(Black River Falls)之前，他在俄亥俄州经营着一家大型奶制品公司。在那里，霍尔顿的父亲从小从事家禽工作，而杰里则负责谷物和饲料配送。

“农业真正在我的DNA中，双方几代人，”Houlton说，“它让我深深赞赏了农业为社会做了什么。”

现在秋收已经开始了，霍尔顿的研究团队正回到加州中央谷鲍尔斯农业公司管理的土地上。他们将测量产量的变化和14英亩玉米和苜蓿吸收的碳量，这些玉米和苜蓿去年接受了岩石灰尘的修订。

鲍尔斯(Bowles)家族在加州洛斯巴诺斯(Los Banos)附近经营着第六代农场，管理这片土地已有160多年的历史。他们种植从番茄、辣椒到杏仁、甜瓜和棉花的各种作物。

“我喜欢Ben的方法是，这不仅仅是一个可能有效的审判，”鲍林耕作公司执行副总裁Derek Azevedo说。“这是一个简单，实用，可扩展的应用程序，可以将价值推向环境，价值和对农场的价值。”

鲍尔斯参与了其他几个其他可持续发展伙伴关系 - 致力于改善粉丝师栖息地和增强鸟类移走走廊，以及投资可再生能源，水资源保护和土壤卫生项目。

阿泽维多说:“农民不只是‘喷洒然后祈祷’。”“农业是一个以科学为基础的职业，我们的活动中有很多事实决策。”

但这种特殊的伙伴关系由于Houlton在发射时努力而形成工作用地创新中心（WLIC）。2018年，他收到了加利福尼亚战略增长委员会的500万美元，以建立该计划，该计划通过加州气候变化解决方案和加州更广泛大学的加利福尼亚州合作的加利福尼亚州的产品。

WLIC的目标是通过与大学研究人员，国家机构，工业，农民，牧场主和美洲原住民部落合作催化农业土地上的碳封存工作。

美国农业部加州气候中心主任、缪尔研究所研究员Steven Ostoja说:“在加州我们有很多特殊作物——超过400种商品。”“我们正在研究修正案如何帮助我们将碳从大气中吸收到土壤中，这样我们就可以努力实现碳中性目标。”

奥斯托亚说，这不仅是一个巨大的项目，也是一个开创性的项目。他们希望扩大最有前途的实践，找到使它们适应更广泛的作物、生态系统和土地管理操作的方法。

在CALS工作期间，Houlton将继续担任WLIC的首席研究员，他计划绘制海岸到海岸合作的机会。

米德尔顿说，长期承诺对于建立和保持人民的信任至关重要。她是加州大学戴维斯分校(UC Davis)美国原住民研究系教授兼系主任，也是缪尔研究所(Muir Institute)研究员，领导着环境正义项目(Environmental Justice Project)。

米德尔顿说:“通过工作土地创新中心，我们很早就开始思考如何让以前没有从事过这类工作的社区参与进来。”“与部落合作真的需要建立很多信任，因为部落和大学以及采掘研究之间的历史关系。”

霍尔顿和米德尔顿与部落间农业委员会举行会议后，与圣地亚哥县Luiseño印第安人的宝马队取得了联系。波马的农业经营很成功，种植了160英亩的牛油果和柑橘，还有40英亩的免耕橄榄园。他们也是加州唯一一个从食品和农业部获得碳封存补助的部落。

米德尔顿说:“本非常愿意提出让他们参与到这个项目中来的有意义的方法，而且这个项目仍在向前推进。”

从这些解决方案的根源到管理这些方案的系统，霍尔顿一直在思考各种方法，不仅要解决气候变化问题，还要解决到2050年养活100亿人口的挑战。

“我们需要为桌面带来研发，以确保我们能够完善研究，从那里获得知识，并以对我们的农民和牧场主的经济上可行的方式实现这一知识，”他说。“我们必须让康奈尔通过相互交流创新和完善知识。”

在加州的土地授予机构——加州大学戴维斯分校，霍尔顿成功地启动了该大学的土地授予项目一个气候倡议2018年，这项战略计划要求跨校园碳农业联盟，优先考虑研究解决方案和社区外展，以实现负面排放。

“包括从多个学科和观点的人来解决气候变化的愿景是一个美好的愿景，”米德尔顿表示，该倡议的积极参与者表示。“能够坐下来，看到他对该项目的跨学科性质的承诺真的鼓舞着我。”

现在在纽约州的土地赠款机构，Houlton希望种植种子更具创新的合作。

“农业是21世纪最重要的产业”，“哈尔顿说。“没有做好行业，以解决全球碳问题而不是农业。”

“如果你考虑到气候变化的范围，这确实是一个令人生畏的问题，”Ostoja说。“但本明白，即使存在(欠发达国家的)局限性，机会还是很大的。他寻找的是双赢——在通常看起来非常黑暗的乌云周围找到一线希望。”

在过去的四年里，Ostoja看到了Houlton进入了与各种利益相关者相同的对话，并出现了新的策略和新的支持。哈尔顿，他指出，很少有人非常适合解决这些复杂的问题。

“现在，作为农业学院的院长，我对纽约州农业有责任，”哈尔顿在一个大卫·费舍访谈1984年，纽约农业局局长。“我们有责任去思考如何让新的科学和研究进入餐桌，让农民的生活更美好，我们如何知道你们真正的问题是什么，从而我们可以打破障碍。”

霍尔顿说，另一个挑战是增加在农业和环境领域工作的人的多样性。

“这意味着让有色人种积极参与可持续发展、环境和农业领域的事业。我相信，纽约可以在这方面真正发挥领导作用，加州大学als可以继续把握机会，使业务多样化。”“我们的目标是让每个人都有平等的机会。”

他补充说，CALS完美地做好了开拓目的驱动科学，并为纽约州和世界各地的人们提供改变生活的解决方案的准备。通过与康奈尔合作延伸哈尔顿表示，与农村和城市社区的农民，以及鼓舞人心的利益相关者支持创新，为投资建立更好的社会的新方法。

一旦越来越多的人认为农业作为解决方案的一部分 - 保护生物多样性，粮食安全，农业稳定和气候复原力的防守线条 - 更容易支持Cals提出的解决方案。

“我们必须将农业视为为环境制度的一部分，为社会产生食物和许多其他商品和服务，”哈尔顿说。“食品安全。这就是我们承受粗暴化的能力，以承受气候变化，以承受对经济的所有影响。这是持有我们社会在一起的终极面料。“

这篇文章的一个版本发表在《康奈尔纪事报》上。

标题图片:Houlton(左)和Nina Bingham，加州大学戴维斯分校博士后研究员，查看2019年10月在鲍尔斯农场应用的岩石粉尘修正。照片:玛雅Almaraz。

Jana Wiegand是农业和生命科学学院的编辑内容经理。