張 丹,倫 飛,成升魁,*,劉曉潔,曹曉昌,劉子鑫

1 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所, 北京 100101 2 北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院, 北京 100083 3 信陽師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院,信陽 464000

不同規(guī)模餐館食物浪費(fèi)及其氮足跡
——以北京市為例

張 丹1,倫 飛2,成升魁1,*,劉曉潔1,曹曉昌1,劉子鑫3

1 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所, 北京 100101 2 北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院, 北京 100083 3 信陽師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院,信陽 464000

餐飲食物浪費(fèi)的普遍性和嚴(yán)重性已得到了社會(huì)各界的關(guān)注。通過實(shí)證研究的方法對(duì)餐飲消費(fèi)中食物浪費(fèi)問題進(jìn)行了研究,并從食物全供應(yīng)鏈的視角,對(duì)比分析了不同規(guī)模餐館食物浪費(fèi)的氮足跡及其環(huán)境影響。研究表明：北京市餐飲食物浪費(fèi)人均浪費(fèi)量為74.39g/人次,其含氮量為1.24g/人次,約占總浪費(fèi)量的2%。北京市餐飲食物浪費(fèi)所引起總的氮排放量為16.37 g/人次,其中有1.24g/人次的氮排放來自于食物的直接浪費(fèi),其余15.13g/人次氮排放來自于食物生產(chǎn)過程。北京市餐飲食物浪費(fèi)的氮足跡為0.22gN/g,即每浪費(fèi)1g的食物,就會(huì)有0.22 g的氮排放到環(huán)境中。對(duì)比不同規(guī)模餐館的食物浪費(fèi)情況可知,大型餐館的人均浪費(fèi)量最高,有99.38g/人次,其氮排放量也相應(yīng)最大,為22.53g/人次；中型餐館和小型餐館的食物浪費(fèi)人均量及N排放量依次減少,而快餐的最低,僅為北京市整體平均水平的1/3。

食物浪費(fèi)；環(huán)境影響；氮足跡；餐館；北京市

在中國1978—2015年的發(fā)展變化過程中,影響最長(zhǎng)遠(yuǎn)和廣泛的是城市化過程,大量人口由鄉(xiāng)村聚集到城市。目前,中國城市化率已經(jīng)超過了50%,這意味著超過一半的人口已經(jīng)生活在城市。隨著城市化的快速擴(kuò)張,居民的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,肉蛋奶消費(fèi)的增加,導(dǎo)致城市食物供給與需求之間的關(guān)系日益緊張[1- 2]。與此同時(shí),居民的飲食消費(fèi)習(xí)慣也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變,外出就餐的頻率增加；消費(fèi)需求由大中型餐飲企業(yè)逐步向中小型餐飲企業(yè)轉(zhuǎn)變[3]。

未來20— 30年,城市化的繼續(xù)膨脹將會(huì)不斷地對(duì)食物生產(chǎn)系統(tǒng)提出新的、更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),繼而對(duì)生產(chǎn)這些食物所必需的資源、環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)帶來無以倫比的壓力。然而與之矛盾的是,目前我國食物浪費(fèi)的情況非常嚴(yán)重。據(jù)估算,中國近年來浪費(fèi)食物年均總量折合糧食約5000萬t,相當(dāng)于每年谷物凈進(jìn)口數(shù)量的3倍多[4]；中國在整個(gè)供應(yīng)鏈的食物損失和浪費(fèi)率高達(dá)19%[5]。受公務(wù)(公款)消費(fèi)、“面子”和“攀比”等因素的影響,餐飲業(yè)更是食物浪費(fèi)的重災(zāi)區(qū)[6]。

近年來,由于食物浪費(fèi)的普遍性和嚴(yán)重性,中國政府采取了前所未有的一系列嚴(yán)厲措施,來遏制食物的嚴(yán)重浪費(fèi)。2012年12月4日,中共中央政治局頒布了“八項(xiàng)規(guī)定,六項(xiàng)禁令”(簡(jiǎn)稱“國八條”),嚴(yán)厲禁止公款消費(fèi)、減少食物浪費(fèi)。中國媒體也通過各種渠道呼吁人們減少食物浪費(fèi),僅2013年,《人民日?qǐng)?bào)》上關(guān)于食物浪費(fèi)的報(bào)道數(shù)量就超過250條,相當(dāng)于每周就有5條關(guān)于食物浪費(fèi)的新聞。在此背景下,本文對(duì)我國不同規(guī)模餐館食物浪費(fèi)情況進(jìn)行了實(shí)證分析,不僅有助于全面認(rèn)識(shí)食物浪費(fèi)問題,還將為國家制定相關(guān)政策提供科學(xué)的依據(jù)。

除了威脅糧食安全,食物浪費(fèi)不僅造成了資源的巨大浪費(fèi),還給環(huán)境帶來了沉重的壓力。在關(guān)于食物浪費(fèi)的研究中,國內(nèi)外學(xué)者多側(cè)重測(cè)算食物的浪費(fèi)量[7- 10]以及導(dǎo)致的資源浪費(fèi)量[5,11- 13],而帶給環(huán)境壓力的測(cè)算鮮有研究[14],偶見于一些文章探討食物浪費(fèi)的碳足跡[15- 16]。氮元素(N)是人體所必需的元素,也是限制食物生產(chǎn)的重要因素,但若過量施用又會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染[17- 18]。因此,基于食物消費(fèi)的N代謝過程及其環(huán)境負(fù)荷,早已成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題[19- 24]。鑒于此,本文在借鑒已有研究成果的基礎(chǔ)上,以首都北京為案例區(qū),以城市餐飲業(yè)的食物浪費(fèi)為研究對(duì)象,通過稱重的方法對(duì)餐飲消費(fèi)的食物浪費(fèi)狀況進(jìn)行調(diào)查；依據(jù)獲取的大量一手食物浪費(fèi)數(shù)據(jù)基礎(chǔ),從食物全供應(yīng)鏈的視角,分析浪費(fèi)的不同食物氮浪費(fèi)的變化及其環(huán)境負(fù)荷；對(duì)比分析了北京市不同規(guī)模餐館食物浪費(fèi)的N足跡及其環(huán)境影響。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

北京是我國的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。北京城市化發(fā)展迅速,城市人口由1978年的479.0萬人,增加到2013年的1825.1萬人,常住人口的比重也由55.0% 增加到86.3%。北京的餐飲產(chǎn)業(yè)對(duì)政策、潮流的變化非常敏感,一直是國內(nèi)餐飲產(chǎn)業(yè)的風(fēng)向標(biāo)[3]。2005—2012年,北京市餐飲企業(yè)的固定資產(chǎn)總額逐年遞增,截至2012年底餐飲業(yè)固定資產(chǎn)總額已達(dá)到641724萬元；2013年北京市餐飲收入為783.1億元,占總消費(fèi)品零售總額的9.35%[25]。

據(jù)北京市食品藥品監(jiān)督管理局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,截止2013年2月,北京市已注冊(cè)的餐飲服務(wù)業(yè)62237家,其中餐館27414家,快餐店1057家,小吃店7224家,食堂12733家。其中,按照經(jīng)營場(chǎng)所使用面積或就餐座位數(shù)可將餐館分為：大型餐館,經(jīng)營場(chǎng)所使用面積在500以上(不含500m2),或者就餐座位數(shù)在250以上(不含250座)的餐館中型餐館,經(jīng)營場(chǎng)所使用面積在150—500m2(不含150m2,含500m2),或者就餐座位數(shù)在75—250座(不含75座,含250座)的餐館；小型餐館,經(jīng)營場(chǎng)所使用面積在150m2以下(含150m2),或者就餐座位數(shù)在75人以下(含75座)以下的餐館。如面積與就餐座位數(shù)分屬兩類的,餐館類別以其中規(guī)模較大者計(jì)?？觳偷晔侵敢约屑庸づ渌汀?dāng)場(chǎng)分餐食用并快速提供就餐服務(wù)為主要加工供應(yīng)形式的單位。小吃店是指以點(diǎn)心、小吃為主要經(jīng)營項(xiàng)目的單位。食堂是指設(shè)于機(jī)關(guān)、學(xué)校、企事業(yè)單位、工地等地點(diǎn)(場(chǎng)所),供內(nèi)部職工、學(xué)生等就餐的單位。此次研究涉及的餐飲機(jī)構(gòu)只包含餐館和快餐店。

1.2 不同規(guī)模餐館食物浪費(fèi)量的獲取方法

本文所研究的食物浪費(fèi)是指在餐飲消費(fèi)環(huán)節(jié)可以避免的浪費(fèi),即由于人們不合理的消費(fèi)目的和行為,以及由于缺乏節(jié)約精神等主觀意識(shí),在現(xiàn)有的條件下本可以避免的一種食物損失。一些食物垃圾,如蔬菜去皮、豆渣、骨頭等不屬于食物浪費(fèi)的范疇。本文餐館食物浪費(fèi)量的數(shù)據(jù)來自2013年中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所對(duì)北京124家餐飲機(jī)構(gòu)中2564桌消費(fèi)者的調(diào)查。

首先,通過隨機(jī)分層抽樣的方法,在北京市已注冊(cè)的餐館和快餐名錄中選取樣本餐館；其次,通過等距抽樣的方法確定每個(gè)樣本餐館中消費(fèi)者的調(diào)查樣本；每個(gè)調(diào)查樣本分別記錄就餐人數(shù)和每桌的浪費(fèi)量,前者通過詢問餐館前臺(tái)或者目測(cè)獲得,后者主要通過稱重完成,詳細(xì)調(diào)研步驟參見文獻(xiàn)[16]。

本研究中將所有食物剩余(熟食)轉(zhuǎn)換為6大類17小類食物原材料(生食),分別是主食類(大米、面粉、其他糧食作物),蔬菜類(青菜類、塊莖類、青豆類),大豆類(豆及豆制品),肉類(豬肉、牛肉、羊肉、禽肉、其他肉類),水產(chǎn)品及其它(包括蛋類、奶類、堅(jiān)果類及水果類)。生熟轉(zhuǎn)換參數(shù)主要來源于中國地理科學(xué)與資源研究所建立的“中國餐飲業(yè)食物消費(fèi)數(shù)據(jù)庫”,“原料轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)庫”以及已發(fā)表的資料[26-30]。

1.3 N足跡的計(jì)算方法

根據(jù)生態(tài)足跡的定義,本文將食物浪費(fèi)的氮足跡(NF)定義：浪費(fèi)1kg食物所需要投入的N總量(Ninput),包括浪費(fèi)的食物中所含的N量(Nfood),以及生產(chǎn)這些食物所引起的N的排放量。此外,定義食物源N的使用效率(εN)：投入1kg的N所生產(chǎn)出食物中的含N量。

則：

(1)

(2)

基于已有研究結(jié)果[21-24],構(gòu)建北京市餐飲食物浪費(fèi)的N流動(dòng)及其環(huán)境影響模型,如圖1所示。

圖1 北京市餐飲食物浪費(fèi)的N流動(dòng)及其環(huán)境影響框架模型 Fig.1 The framework of nitrogen flows and their environmental impacts for restaurant food waste in Beijing

餐飲食物浪費(fèi)的N流動(dòng)過程主要包括化肥生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工處理、餐飲消費(fèi)、終端處理5個(gè)階段。

(1)化肥生產(chǎn)階段 在生產(chǎn)加工N肥的過程中,原料所含的N并不能完全轉(zhuǎn)化為N肥,有一部分會(huì)隨工業(yè)污水排放到水體中。該部分即為化肥生產(chǎn)過程中N損失量(Nw-fertilizer)；

(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)階段 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中施加的N肥,會(huì)在整個(gè)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)與轉(zhuǎn)換,從而用于生產(chǎn)食物,包括糧食、蔬菜、肉類、奶類等。在這一階段,生產(chǎn)出來食物中所含的N,即為有效部分,而在這過程中，由于農(nóng)田徑流(Nrunoff)、農(nóng)田侵蝕(Nerosion)、農(nóng)田積累(Naccumulation)、耕作時(shí)NH3(NNH3-farm)、N2O(NN2O-farm)和N2(NN2-farm)的排放，畜牧產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)NH3(NNH3-livestock)、N2O(NN2O-livestock)、N2(NN2-livestock)的排放以及畜牧糞便排放 (Nmanure)。所造成的N損失，則為無效部分，分別排放到環(huán)境中，并對(duì)大氣、水體和土壤產(chǎn)生影響。

(3)加工處理階段 食物加工過程并不能將食物原材料轉(zhuǎn)換為人們所需要的食物,未被利用的部分所含的N(Nw-processing),會(huì)隨污水排放到水體中；經(jīng)加工生產(chǎn)的食物,則可以被人們所消費(fèi)。

(4)餐飲消費(fèi)及終端處理 該過程是餐飲食物浪費(fèi)的終端,人們所浪費(fèi)的食物中所含的N元素(Nw-processing),會(huì)通過終端處理而被填埋,從而進(jìn)入到土壤之中。

餐飲食物浪費(fèi)的N流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的環(huán)境影響主要包括土壤N積累(Nsoil)、大氣污染(Natmosphere)和水體污染(Nwater)。其中：土壤N積累主要來自包括浪費(fèi)食物填埋和農(nóng)田N的積累；大氣污染主要與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的作物生產(chǎn)和畜牧業(yè)養(yǎng)殖有關(guān)；水體污染則包括化肥生產(chǎn)過程中污水排放、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)田徑流N排放和侵蝕N排放、畜牧糞便N排放、以及加工處理過程中的N排放。因此：

Ninput=Nfood+Nw-fertilizer+Nrunoff+Nerosion+Naccumulation+NNH3-farm+NN2O-farm+NN2-farm+NNH3-livestock+NN2O-livestock+NN2-livestock+Nmanure+Nw-processing

(3)

Nsoil=Nfood+Naccumulation

(4)

Natmosphere=NNH3-farm+NN2O-farm+NN2-farm+NNH3-livestock+NN2O-livestock+NN2-livestock

(5)

Nwater=Nw-fertilizer+Nrunoff+Nerosion+Nmanure+Nw-processing

(6)

餐飲浪費(fèi)食物的含N量可根據(jù)不同農(nóng)產(chǎn)品N含量(N%)獲得(表1)；餐飲食物浪費(fèi)的N流動(dòng)過程中不同階段的N分配比例,主要來源于已發(fā)表的資料(表2)。

表1 不同食物單位N含率[31- 33]

2 結(jié)果與分析

2.1 北京市餐飲食物浪費(fèi)量及其N含量情況

北京市餐飲食物浪費(fèi)人均浪費(fèi)量為74.39g/人次,其含N量為1.24g/人次(表3)。植物類和動(dòng)物類食物的浪費(fèi)量分別為49.73g/人次和24.66g/人次；含N量分別為0.66g/人次和0.58g/人次。

表2 餐飲食物浪費(fèi)N循環(huán)各環(huán)節(jié)N收支情況[31]

表3 北京市餐飲食物浪費(fèi)量及其含N量情況

在所浪費(fèi)的食物中,蔬菜類浪費(fèi)量最高,約占浪費(fèi)總量的44.18%,其次為肉類和主食類,分別占食物浪費(fèi)總量的21.10%和12.57%。蔬菜類中,浪費(fèi)量最多的是青菜類(29.93g/人次),而塊莖類(1.60g/人次)和青豆類(1.34g/人次)相對(duì)較少；肉類中,豬肉的浪費(fèi)量最大,其次為禽肉,牛羊肉,分別占肉類浪費(fèi)量的40.76%、35.54%、17.90%。主食浪費(fèi)量最高的為面食,占主食浪費(fèi)量的55.40%；其次是米飯,占主食浪費(fèi)量的42.67%。與浪費(fèi)量不同,在所浪費(fèi)的食物中肉類的含N量最高,約占總浪費(fèi)食物含N量的30.64%,豆類及豆制品的含N量位列第二,約占總浪費(fèi)食物含N量的26.61%,水產(chǎn)品(16.13%)和主食類12.90%)相差不大。

2.2 北京市不同規(guī)模餐館食物浪費(fèi)情況

圖2對(duì)比分析了北京市不同規(guī)模餐館人均浪費(fèi)量及其構(gòu)成?？梢钥闯?大型餐館的人均浪費(fèi)量最高,有99.34g/人次；其次是中型餐館,人均浪費(fèi)量為79.97g/人次；均高于整體平均水平(74.39g/人次)。小型餐館人均浪費(fèi)量相對(duì)較少(65.62g/人次),而快餐的人均食物浪費(fèi)量不到整體平均水平的一半,僅為30.27g/人次。

從食物構(gòu)成來看：

(1)主食類。盡管大型餐館食物浪費(fèi)的人均量最大,但其主食的人均浪費(fèi)量相對(duì)較少,為6.02g/人次,僅占其浪費(fèi)量的6.06%,遠(yuǎn)低于整個(gè)北京市的平均水平(9.35g/人次和12.57%)。小型餐館主食的人均浪費(fèi)量最大,為14.50g/人,占其浪費(fèi)總量的22.10%。中型餐館和快餐主食的人均浪費(fèi)量相差不大,分別為10.09g/人次和11.67g/人次。值得注意的是主食是快餐店食物浪費(fèi)的主要來源,占其浪費(fèi)總量的38.57%。

(2)蔬菜類。在大型、中型和小型餐館中,蔬菜類占食物浪費(fèi)總量的比重均在45%左右,具體的浪費(fèi)量分別為46.17、34.17g/人次和29.36g/人次。由于快餐中蔬菜類的品種相對(duì)較少,其浪費(fèi)量相對(duì)很少,快餐的人均蔬菜浪費(fèi)量?jī)H為10.72g/人次,遠(yuǎn)低于北京市整體平均水平,且占浪費(fèi)的比重較低。

(3)肉類。大型餐館和中型餐館肉類的浪費(fèi)量相對(duì)較多,分別為21.45g/人次和18.38g/人次,均高于北京市整體平均水平(15.70g/人次),而小型餐館和快餐餐館的肉類浪費(fèi)量較少,分別為10.45g/人次和5.39g/人次。盡管肉類的浪費(fèi)量相差較大,但是在不同規(guī)模餐館中,肉類的浪費(fèi)量所占比重基本相同,約占16%—23%。從不同肉類品種來看,在快餐餐館中,豬肉浪費(fèi)比重最大,占總?cè)忸惱速M(fèi)量的63.84%,其次是禽肉(18.76%)和牛肉(14.67%),而羊肉和其他肉類則很少；盡管小型餐館的豬肉浪費(fèi)量也超過肉類總浪費(fèi)量的一半(占58.28%),但其羊肉的浪費(fèi)比重卻相對(duì)較高,占其肉類浪費(fèi)量的11.30%,禽肉的浪費(fèi)也相對(duì)較多(22.50%),而牛肉和其他肉類的浪費(fèi)量則相對(duì)很少；大型餐館和中型餐館的肉類浪費(fèi)情況相似,豬肉和禽肉的浪費(fèi)量比重很高,大約都在35%—40%之間,牛肉和羊肉也存在一定的浪費(fèi),分別占肉類浪費(fèi)量的10%左右,而其他肉類的浪費(fèi)量則相對(duì)較少。

(4)豆類及豆制品。與蔬菜類相似,快餐中浪費(fèi)的豆類豆制品相對(duì)較少,僅占1.72%；其他3類餐館的豆類及豆制品浪費(fèi)比重盡管有所增加,但都在7%—9%之間,浪費(fèi)量分別為大型(8.39g/人次)、中型(6.87g/人次)和小型(4.39g/人次)。

(5)水產(chǎn)品。在大型餐館中,水產(chǎn)品也有較多的浪費(fèi),其浪費(fèi)量達(dá)到了15.71g/人次,占總浪費(fèi)的15.82%；在中型餐館中,水產(chǎn)品也存在一定的浪費(fèi)量,為8.29g/人次；由于餐館規(guī)模及主要經(jīng)營內(nèi)容,小型餐館和快餐館中,水產(chǎn)品的量相對(duì)較少,因此,其水產(chǎn)品的浪費(fèi)量分別為3.99g/人次和0.72g/人次。

(6)其他。與其他類型的食物浪費(fèi)量相比,蛋奶類、水果及堅(jiān)果的浪費(fèi)量較少，為1.80g/人次,占餐飲食物浪費(fèi)總量的2.42%。這些食物的浪費(fèi)量略有差別。小型餐館的浪費(fèi)量最大,為2.92g/人次,其中蛋類的浪費(fèi)量遠(yuǎn)高于其他餐館的浪費(fèi)量,達(dá)到了1.83g/人次,是北京市人均蛋類浪費(fèi)量的2倍多；中型餐館中蛋類的浪費(fèi)為1.03g/人次,加上奶類、水果和堅(jiān)果的浪費(fèi)量,總浪費(fèi)量2.16g/人次；大型餐館和快餐館這些食物的浪費(fèi)量分別為1.57g/人次和1.25g/人次,相差不大。

圖2 北京市不同規(guī)模餐館人均食物浪費(fèi)情況Fig.2 Food waste per capita at different restaurant scales in Beijing

2.3 北京市不同規(guī)模餐飲食物浪費(fèi)的N足跡及其環(huán)境排放

北京市不同規(guī)模餐館食物浪費(fèi)的人均N排放及其N足跡如圖3所示。北京市餐飲食物浪費(fèi)所引起總的N排放量為16.37g/人次,其中有1.24g/人次的N排放來自于食物的直接浪費(fèi),其余15.13g/人次N排放來自于食物生產(chǎn)過程。北京市餐飲食物浪費(fèi)的N足跡為0.22 gN/g,即每浪費(fèi)1g的食物,就會(huì)有0.22g的N排放到環(huán)境中。換句話說,北京市每浪費(fèi)含N量1g的食物,整個(gè)食物供應(yīng)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生13.16g的N排放。從不同規(guī)模來看,大型餐館食物浪費(fèi)的N排放量最大,達(dá)到了22.53g/人次；其次是中型餐館,為18.05g/人次。它們均高于北京市餐館的平均水平。小型餐館的N排放略低于平均水平,為13.05g/人次；快餐餐館的N排放量為5.67g/人次,相當(dāng)于平均水平的1/3。盡管不同規(guī)模餐館食物浪費(fèi)的人均N排放相差較大,但不同餐館食物浪費(fèi)的N足跡相差不大,均在0.2 gN/g上下。

從餐飲食物浪費(fèi)N流動(dòng)的過程來看,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的N排放量最大,為13.81g/人次,占總N排放量的84.34%,其次是餐廚垃圾處理,為1.24g/人次。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,N排放量最大的為畜禽養(yǎng)殖過程(8.37g/人次),占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的60.62%。其中,又以畜禽糞便所引起的N排放最多(4.40g/人次),畜禽養(yǎng)殖排放的NH3所引起的N排放次之(3.23g/人次)。農(nóng)田生產(chǎn)所引起的N排放總量為6.31g/人次,占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的45.70%。其中農(nóng)田排放NH3所引起的N排放最大為1.78g/人次,農(nóng)田排放N2次之,為1.50g/人次。

從餐飲食物浪費(fèi)N排放的環(huán)境影響來看：(1)排放到水體中的N元素可以引起水體的富營養(yǎng)化,主要來自于化肥生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及食品生產(chǎn)加工等階段,它們所引起的N排放量分別為0.87、6.37g/人次和0.45g/人次。因此,整個(gè)食物浪費(fèi)過程所排放到水體中的N量為7.69g/人次。即每浪費(fèi)1g的食物,就會(huì)向水體中排放0.11 g的N。(2)排放到大氣中的N會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng),主要來自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程,NH3、N2O和N2的排放含N量分別為5.01、0.24g/人次和2.09g/人次,其中NH3和N2O主要來源于畜禽養(yǎng)殖,而N2的排放則主要來自于農(nóng)田種植。由此可知,每浪費(fèi)1g的食物,就會(huì)向大氣中排放0.10g的N。(3)土壤中的N積累主要來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和餐廚垃圾填埋階段,分別為0.09g/人次和1.24g/人次。即每浪費(fèi)1g的食物,土壤中積累N量為0.02g。

圖3 北京市不同規(guī)模餐館人均食物浪費(fèi)N排放情況Fig.3 N discharge to the environment per capita due to Food waste at different restaurant scales in Beijing

3 結(jié)論和討論

北京市餐飲食物人均浪費(fèi)量為74.39g/人次,其N足跡為0.22gN/g。從浪費(fèi)量來看,其蔬菜、主食和肉類的比例約為2∶1∶1,這與北京市居民食物消費(fèi)中蔬菜、主食和肉類的比例6∶3∶1有很大的不同[34]。這主要是由餐飲消費(fèi)與在家消費(fèi)的習(xí)慣差異所引起的。在餐館消費(fèi)時(shí),人們較注重消費(fèi)水平和質(zhì)量,肉類是首選的食物,這也造成了肉類的浪費(fèi)量相對(duì)較多。北京餐飲食物人均浪費(fèi)量隨著餐館規(guī)模的擴(kuò)大而增多,不同餐館規(guī)模食物浪費(fèi)構(gòu)成也略有不同。這主要與其經(jīng)營模式、消費(fèi)對(duì)象、消費(fèi)者習(xí)慣等有關(guān)。大型餐館是公務(wù)和事件性消費(fèi)的主要去向,消費(fèi)者就餐時(shí)的點(diǎn)餐量往往超過需求量,且食物構(gòu)成多樣。因此,人均浪費(fèi)量較多,且各類食物都存在一定的浪費(fèi)；而快餐店主要是以工作餐為主,點(diǎn)餐量較少,且結(jié)構(gòu)單一。因此,合理控制大型餐館的食物浪費(fèi)量,對(duì)于減少食物浪費(fèi)和環(huán)境污染都具有重要的意義。

北京市餐飲食物浪費(fèi)N排放對(duì)水體、土壤和大氣都產(chǎn)生了不良影響。隨著北京市城市化繼續(xù)膨脹,人民生活水平不斷提高,外出餐飲消費(fèi)的次數(shù)持續(xù)增加,由餐飲食物浪費(fèi)引起N排放也必然日趨嚴(yán)重。北京市的食物消費(fèi)主要依賴外埠的供給,主食類主要來自東北,蔬菜類則來自山東、河北等地,肉類則主要來自河南和內(nèi)蒙古[35]。北京市的食物浪費(fèi)不僅會(huì)造成北京市環(huán)境氮負(fù)荷量增加,還嚴(yán)重威脅了食物供應(yīng)地的生態(tài)環(huán)境。從北京市餐飲食物浪費(fèi)N排放的食物構(gòu)成來看,肉類的氮排放量最大,這是因?yàn)槿忸惖葎?dòng)物性食物的富營養(yǎng)化潛在性遠(yuǎn)高于主食、蔬菜等植物性食物[36]。高肉類低素食的消費(fèi)模式并非合理的膳食結(jié)構(gòu),易誘發(fā)肥胖、高血脂等疾病,威脅居民的身體健康。從北京市餐飲食物浪費(fèi)N循環(huán)過程來看,餐廚垃圾填埋是造成北京市環(huán)境氮負(fù)荷量增加的重要環(huán)節(jié)。因此,一方面,政府應(yīng)該加強(qiáng)科學(xué)消費(fèi)的輿論引導(dǎo),在全社會(huì)營造“節(jié)約食物文明,浪費(fèi)食物可恥”的氛圍,倡導(dǎo)均衡膳食結(jié)構(gòu)以及綠色食物可持續(xù)消費(fèi)生活方式。另一方面,要不斷拓寬對(duì)餐廚垃圾資源化的途徑,以飼料和肥料等方式加以利用,將大量減少土壤氮負(fù)荷量。

本文估算的單位食物氮足跡(0.02 gN/g)結(jié)果低于冼超凡估算得出的北京市城鎮(zhèn)居民單位氮足跡(0.04—0.05gN/g)[34]。一方面是由于本研究未考慮人體排泄過程,這導(dǎo)致估算結(jié)果可能比現(xiàn)實(shí)小。另一方面,本文在研究食物N循環(huán)過程中,采用的參數(shù)為中國平均,如生產(chǎn)過程中N的利用率、流失率等,均高于冼超凡采用的美國的參數(shù)。從這一點(diǎn)說,就估算結(jié)果準(zhǔn)確度而言,本研究更高一些。食物消費(fèi)是城市營養(yǎng)元素流動(dòng)的重要環(huán)節(jié),其產(chǎn)生的氮足跡反應(yīng)維持一個(gè)城市人口的基本食物需求的活性氮排放及對(duì)周邊環(huán)境的影響。居民在外就餐是食物消費(fèi)的一種重要方式,但由于缺乏研究及數(shù)據(jù),很多研究都沒有涉及[34,37-38]。本文的研究是城市食物消費(fèi)氮流動(dòng)研究的重要補(bǔ)充。未來的研究應(yīng)針對(duì)不同餐飲菜品的初始構(gòu)成,建立餐飲食物消費(fèi)系統(tǒng)的參數(shù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫,完善居民在外食物消費(fèi)量及其氮足跡,進(jìn)一步完善城市食物消費(fèi)氮流動(dòng)環(huán)節(jié)。

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The nitrogen footprint of different scales of restaurant food waste: a Beijing case study

ZHANG Dan1, LUN Fei2,CHENG Shengkui1,*, LIU Xiaojie1,CAO Xiaochang1, LIU Zixin3

1InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China2SchoolofNatureConservation,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China3Instituteofmathematicsandinformationscience,Xinyangnormaluniversity,Xinyang464000,China

Recently, research on food loss and waste and the related environmental impact has increased globally. Wasted food creates nitrogen emissions throughout the food supply chain, from agricultural production and food processing to consumption and waste disposal. Although the generation of food waste must be reduced, the lack of quantitative information on the production of household and catering food waste has led to an underestimation of waste volumes and inhibited the development of sufficient policy interventions designed to decrease food waste. The present study investigated the volume of catering food waste generated in Beijing and calculated its nitrogen footprint. In the present study, we focused on avoidable food waste, i.e., all wasted food and raw materials that could have been consumed had they been prepared differently. Other bio-wastes, such as vegetable peels, bean dregs, or bones, were not measured. During first-hand surveys of the catering sector of urban Beijing in 2013, 136 restaurants were studied. These establishments were divided into large, medium, small, canteen, and fast-food restaurant categories. A total of 2,704 samples were collected, each consisting of two parts: a consumer questionnaire and the weight of the sample of food waste generated by consumers of the establishment. Then, the nitrogen footprint and its discharge to the environment were calculated. The main conclusions of the present study are: (i) an estimated 74.39 g of food waste is produced per non-household meal in urban Beijing. Food waste generation differed significantly among restaurant types. For example, large restaurants generated the most waste—99.34 g, three times that produced by fast food restaurants (30.27 g). (ii) The food waste comprised many different food types, the most prominent (by weight) being vegetables (44.18%), followed by aquatic products (12.04%), pork (8.60%), beans and bean products (7.69%), poultry (7.50%),wheat flour (6.96%), rice (5.36%), beef (1.90%),mutton (1.89%), other meat (1.22%), eggs (1.20%), nuts (0.97%), other grains (0.24%), fruits (0.20%), and dairy products (less than 0.1%). (iii) The total N discharge to the environment was 16.37 per non-household meal, and the nitrogen footprint of the catering food waste produced per non-household meal in Beijing was 0.22 g N/g. By food category, the largest proportion of the calculated nitrogen emissions was generated by meat (30.65%), beans and bean products (26.61%), and grains (12.90%). By process, the food production stages producing the largest proportions of the emissions were agricultural production (almost 85%), waste management (7.60%), and fertilizer production (37.39%). Nitrogen discharge to the atmosphere, soil, and water was 7.34, 1.34, and 7.69 g per non-household meal, respectively. (iv) For the waste volumes, large restaurants generated the most N discharge—22.53 g three times that produced by fast food restaurants (5.67 g), followed by the medium (18.05 g) and small (13.05 g) restaurants.

food waste; environmental impacts; nitrogen footprint; restaurants; Beijing

國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(71233007)

2015- 10- 16;

日期:2016- 07- 15

10.5846/stxb201510162088

*通訊作者Corresponding author.E-mail: chengsk@igsnrr.ac.cn

張丹,倫飛,成升魁,劉曉潔,曹曉昌,劉子鑫.不同規(guī)模餐館食物浪費(fèi)及其氮足跡——以北京市為例.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(5):1699- 1708.

Zhang D, Lun F,Cheng S K, Liu X J,Cao X C, Liu Z X.The nitrogen footprint of different scales of restaurant food waste: a Beijing case study.Acta Ecologica Sinica,2017,37(5):1699- 1708.