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食品生产对气候变化有多大影响?


农业生产中碳排放的分布 来源:Xiaoming Xu et al
像大多数与人类活动有关的事物一样,我们吃的食物也是有碳成本的。近期发表在《自然·食物》上的一项新研究显示,土壤耕作、作物和牲畜运输、粪肥管理以及全球食品生产过程中的其余所有环节每年产生170多亿吨的温室气体排放。动物性食物占这些排放的57%,植物性食物占29%。研究人员希望这篇论文中对每种农业做法、动物产品、作物和国家碳排放贡献的详细分析能够帮助我们关注和优化减排工作。
虽然先前的研究已经估计了农业产生的排放量,但作者认为这项工作更加详细和全面。它使用了来自200多个国家的171种作物和16种动物产品的数据,通过计算机建模,来计算全球粮食系统各个要素(包括消费和生产)所产生的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的量。如果我们想控制这些排放,“就需要计算出一个准确的基线,”研究报告的共同作者、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的气候科学家Atul Jain说。

植物性食物、动物性食物和非食品的碳排放分布 来源:Xiaoming Xu et al
Liqing Peng是非营利组织世界资源研究所(World Resources Institute)的食品和农业建模师。她说这些结果与其他研究结果一致。该研究所在2019年发布了自己的农业排放报告。她说,新研究对总排放量的估计值,与此前估计范围的最大值较为接近。部分原因是新研究的估计包括农田管理措施的数据,如灌溉和种植,以及农场以外的活动,如加工和包装,而这些数字都很难获得。Peng补充说,“尽可能详细地了解这些细节真的很重要”,这样才能知道减排研究和政策应该聚焦在哪里。
在研究的食品中,牛肉生产是最大的碳排放源,占总量的25%。碳排放量紧随其后的动物性产品依次是牛奶、猪肉和鸡肉。水稻种植是植物作物类别中最大的贡献者,还是所有产品中第二大碳排放源,占总数的12%。稻米的排名之所以相对较高,是因为产生甲烷的细菌在水田的厌氧条件下茁壮成长。在水稻之后,与植物生产有关的最高排放量来自小麦、甘蔗和玉米。

牛肉是食品中最大的碳排放源 来源:Pixabay
至于不同地区的贡献,南亚和东南亚是与食物生产有关的温室气体总排放量最高的地区,也是唯一因水稻种植而使植物性碳排放高于动物性排放的地区。在所有国家中,中国、印度和印度尼西亚的植物性食物生产排放量最高。这也与水稻种植,以及大量人口对食物的需求有关——他们需要促使更多的土地转为农业生产用地。由于人口众多,这些地区的人均农业生产碳排放量相对较低。南美洲的人均排放量最高(也是全球第二高碳排放量的区域),因为其肉类,特别是牛肉的产量相对较高。北美洲的人均农业生产碳排放位于第二,其次是欧洲。
该研究还细分了食品生产和消费的各个环节所造成的排放。农业活动,如犁地或使用其他类型的设备耕作土地(还包括将土地从森林或其他自然景观转化为牧场和耕地的过程),总共占到了三分之二的排放量。
Jain和他的同事们希望利用这些结果以及计算机模型来研究如何通过改变农田管理方式(例如,减少化肥使用或采用免耕土壤方法)来减少碳排放。他们还想研究如何平衡全球人口不断增长的食物需求和停止砍伐森林的需要二者间的矛盾。Jain说,“这就是为什么我们在新论文的核算中付出了如此多的努力,使其变得如此全面”。该论文的共同作者、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Xiaoming Xu对在基于食物的排放方面的研究取得进展表示乐观。他说, “我认为我们有很多选择可以做。”但是,Peng指出,要实现当前最理想的国际减排目标,就意味着要弄清楚哪些方法不仅最具有经济意义,而且也能提供最大的收益。她说:“你想面面俱到,但必须要有所取舍。”
撰文:Andrea Thompson, 科学美国人杂志副主编, 负责可持续性板块
翻译:刘禛
审校:张乃欣
引进来源:科学美国人
本文来自:中国数字科技馆
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