馮 適，張 奕，陳新平，王孝忠*

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，長江經(jīng)濟帶農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究中心，重慶 400715）

全球氣候變化是當(dāng)前人類生存和發(fā)展面臨的突出環(huán)境挑戰(zhàn)，它對人類健康和地球安全產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響，如威脅糧食與營養(yǎng)安全，增加人體罹患傳染性疾病、心臟病和中風(fēng)的風(fēng)險，加劇空氣質(zhì)量惡化，破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡及導(dǎo)致物種滅絕。溫室氣體排放是全球氣候變化最主要的驅(qū)動力，當(dāng)前，碳達(dá)峰和碳中和成為全球許多國家重要的發(fā)展戰(zhàn)略。食物系統(tǒng)是一個“開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)”，包括與食物生產(chǎn)、加工、分配、制備和消費相關(guān)的所有要素和活動，由于其各階段均會產(chǎn)生溫室氣體排放，因此食物系統(tǒng)對全球溫室氣體排放的貢獻(xiàn)尤為突出。在國家層面上，不同國家食物系統(tǒng)產(chǎn)生的溫室氣體排放占國家溫室氣體排放總量的8%～67%不等；在全球尺度上，食物系統(tǒng)貢獻(xiàn)了全球34%的溫室氣體排放。食物系統(tǒng)已日益成為全球氣候變化最大的驅(qū)動力之一。

氣候變化全球治理是當(dāng)今國際政治議程的重要議題，國際組織和各國政府廣泛探討了各類減排策略以積極應(yīng)對氣候變化，減緩食物系統(tǒng)溫室氣體排放在其中至關(guān)重要。然而，目前針對食物系統(tǒng)溫室氣體排放的系統(tǒng)研究梳理尚有欠缺，對單一食物、飲食模式和不同國家膳食結(jié)構(gòu)間溫室氣體排放的關(guān)系及其減排策略尚不清楚。因此，本文對食物系統(tǒng)溫室氣體排放的國內(nèi)外研究進(jìn)展展開綜述。通過收集、整理已發(fā)表文獻(xiàn)中關(guān)于碳足跡分析法在食物溫室氣體排放評價上的結(jié)果，從單一食物、飲食模式和不同國家膳食結(jié)構(gòu)的角度系統(tǒng)梳理食物系統(tǒng)溫室氣體排放現(xiàn)狀，分析和論述減緩食物系統(tǒng)溫室氣體排放的有效策略以及當(dāng)前研究中存在的不確定性，提出在未來研究中應(yīng)深入開展區(qū)域?qū)用媸澄锵到y(tǒng)研究，分析從生產(chǎn)、供應(yīng)到消費端的物質(zhì)流動過程和不同區(qū)域、不同生產(chǎn)體系下各類食物碳足跡參數(shù)，擴展碳足跡核算的系統(tǒng)邊界，以期全面準(zhǔn)確地評價食物系統(tǒng)溫室氣體排放，為促進(jìn)全球溫室氣體減排目標(biāo)的實現(xiàn)提供理論依據(jù)。

1 食物全生命周期溫室氣體排放途徑及其評價方法

食物系統(tǒng)始于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，止于膳食消費，包括從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)資投入品的制造運輸，到植物、動物性農(nóng)產(chǎn)品的初級加工和市場分配，再到家庭購買、貯存和烹飪食物，直至膳食攝入和食物廢棄物處理的一系列過程。食物在“從搖籃到墳?zāi)埂钡娜芷诟鱾€階段，均會產(chǎn)生溫室氣體排放，其主要的溫室氣體包括二氧化碳（CO）、甲烷（CH）和一氧化二氮（NO）（圖1）。目前，國內(nèi)外學(xué)者普遍采用“碳足跡”這一指標(biāo)量化食物溫室氣體排放。碳足跡即從生命周期的角度出發(fā)，破除所謂“有煙囪才有污染”的觀念，分析產(chǎn)品（食物）全生命周期相關(guān)活動直接和間接的溫室氣體排放總量，并以全球變暖潛能（global warming potential，GWP）值折合成二氧化碳當(dāng)量（COeq）表示。其中，CH和NO的GWP值分別是21和298。食物碳足跡的核算常采用過程分析法。首先，要確定評價的目標(biāo)食物，分析和明確系統(tǒng)邊界，確定功能單位；其次，列出食物全生命周期清單，搜集各個階段的物質(zhì)投入或活動數(shù)據(jù)及相應(yīng)的碳排放因子；再次，將各個階段的物質(zhì)投入或活動數(shù)據(jù)與相應(yīng)的碳排放因子相乘，得到這一物質(zhì)投入或活動產(chǎn)生的碳排放，將各個階段的碳排放相加得到該食物的碳足跡；最后，分析評價結(jié)果、評估數(shù)據(jù)質(zhì)量、澄清評估的局限性。目前，食物系統(tǒng)溫室氣體排放評價重點關(guān)注于食物生產(chǎn)階段（從搖籃到農(nóng)場大門階段）。

圖1 食物全生命周期溫室氣體排放系統(tǒng)邊界Fig.1 Boundary of greenhouse gas emission system in food life cycle

2 不同來源的單一食物的溫室氣體排放

2.1 以單位質(zhì)量為評價功能單位時各類食物碳足跡的差異及其成因

食物來源于各類植物和動物性農(nóng)產(chǎn)品，由于作物和畜禽自身生理特性的差異及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中管理措施的差別，不同來源食物的碳足跡差異顯著。首先，從食物類別的角度來看，單位質(zhì)量動物源性食物的碳足跡顯著高于植物源性食物。例如，Clune等通過369 項已發(fā)表的研究對全球168種植物源性和動物源性產(chǎn)品的1 718個碳足跡進(jìn)行薈萃分析，結(jié)果表明，植物源性食物的碳足跡平均為0.88 kg COeq/kg產(chǎn)品（0.20～2.66 kg COeq/kg產(chǎn)品），動物源性食物的碳足跡平均為10.8 kg COeq/kg產(chǎn)品（1.39～28.70 kg COeq/kg產(chǎn)品），動物源性食物的碳足跡約為植物源性食物的12 倍。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，植物屬于初級生產(chǎn)者，動物生產(chǎn)依賴于植物生產(chǎn)為其提供飼料，但動物的飼料轉(zhuǎn)化效率低，如豬體質(zhì)量每增加1 kg需要消耗2.64～5.45 kg的飼料，且畜禽在飼養(yǎng)過程中的糞便管理、腸道發(fā)酵、設(shè)施能耗等還會增添新的排放（圖1），因而動物源性食物具有更高的碳足跡。

其次，在植物源性食物中，碳足跡由低到高依次是根莖類、蔬菜、水果、小麥、玉米、豆類、堅果和水稻。作物單位種植面積碳排放強度與單位面積產(chǎn)量共同決定了單位質(zhì)量的碳足跡。在水稻碳足跡及其構(gòu)成中，稻田厭氧發(fā)酵CH排放貢獻(xiàn)最大（厭氧條件下微生物分解有機物釋放CH而非CO），占碳足跡構(gòu)成的60%～73%，相比于其他旱地作物在種植過程中土壤CH排放近乎為零，水稻單位種植面積碳排放強度明顯更高，但單位面積稻米產(chǎn)量較其他作物相比并不具有顯著優(yōu)勢，導(dǎo)致水稻單位質(zhì)量碳足跡最高。在其他植物源性食物碳足跡及其構(gòu)成中，農(nóng)資（尤其是肥料）生產(chǎn)和運輸產(chǎn)生的碳排放以及氮肥施用引起的土壤直接NO排放與NO淋洗和徑流、NH揮發(fā)造成的間接NO排放是主要貢獻(xiàn)因子，二者占碳足跡構(gòu)成的77%～95%。以根莖類作物、蔬菜和小麥為例，在中國，這3種作物碳足跡分別是0.20、0.27 kg COeq/kg產(chǎn)品和0.42 kg COeq/kg產(chǎn)品，其中，根莖類作物肥料用量最低且單位面積產(chǎn)量最高，低肥料（尤其是氮肥）投入意味著更低的農(nóng)資階段碳排放和更少的土壤直接和間接NO放排，因此根莖類作物在單位質(zhì)量上具有最低的碳足跡。蔬菜單位面積肥料總量和氮肥用量分別是小麥的1.83 倍和1.21 倍，但單位面積產(chǎn)量是小麥的9.16 倍，因此雖然在單位面積上蔬菜的碳排放強度更高，但在單位面積產(chǎn)量上蔬菜的碳足跡更低。綜上，在植物源性食物生產(chǎn)過程中需對作物進(jìn)行合理布局，充分發(fā)揮作物的增產(chǎn)潛力，持續(xù)提高作物單位面積產(chǎn)量；同時，尤其應(yīng)注重養(yǎng)分資源的高效利用與管理，嚴(yán)格控制肥料用量，加快完善各地區(qū)各類作物肥料施用限量標(biāo)準(zhǔn)，使用農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)，降低單位種植面積碳排放強度，進(jìn)而降低植物源性食物單位質(zhì)量碳足跡。

在動物源性食物中，單位質(zhì)量反芻動物肉類的碳足跡顯著高于非反芻動物肉類，其中牛肉和羊肉的碳足跡最高，豬肉和雞肉次之；蛋類和奶制品具有更低的碳足跡。消化系統(tǒng)差異（單胃或反芻胃）、飼料轉(zhuǎn)化效率和畜禽屠宰率3個因素共同決定了畜禽肉類碳足跡。牛和羊?qū)儆诜雌c動物，在飼養(yǎng)過程中腸道發(fā)酵會產(chǎn)生并排放大量CH，分別占牛肉和羊肉碳足跡構(gòu)成的58%～66%和45%～60%，而非反芻動物飼養(yǎng)過程中腸道發(fā)酵CH排放量近乎為零；同時，牛和羊的屠宰率低于豬和雞，且飼料轉(zhuǎn)化效率也更低，需要更多的飼料投入以滿足其生長，因此導(dǎo)致單位質(zhì)量反芻動物肉類的碳足跡顯著高于非反芻動物肉類。在非反芻動物肉類碳足跡構(gòu)成中，糞便中NO和CH的排放是主要的貢獻(xiàn)因子。水產(chǎn)品的碳足跡變幅很大，主要受品種、捕撈方式和地點、飼養(yǎng)規(guī)模及投入等因素的影響，如西班牙近海捕撈的大眼金槍魚與沿海捕撈的大西洋鯖魚單位質(zhì)量碳足跡可相差24 倍。因此，在動物源性食物生產(chǎn)過程中應(yīng)尤其注重畜禽品種的改良和飼料配比的優(yōu)化，選育生長周期較短、CH排放因子較低的優(yōu)勢畜禽品種；同時，優(yōu)化飼料配方，使用飼料添加劑以降低反芻動物腸道發(fā)酵CH排放。此外，還應(yīng)持續(xù)推動糞便沼氣處理技術(shù)應(yīng)用和規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

2.2 以營養(yǎng)素含量為評價功能單位時各類食物碳足跡的差異及其成因

食物是提供人體營養(yǎng)進(jìn)而保障人體健康的最重要物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前，國內(nèi)外學(xué)者常以食物的能量或蛋白質(zhì)含量為功能單位來評價其碳足跡。當(dāng)以不同種營養(yǎng)素含量為功能單位評價食物的碳足跡時，不同類別食物的碳足跡又會較以單位質(zhì)量為功能單位評價時相比表現(xiàn)出不同差異，這主要由食物單位質(zhì)量碳足跡差異及自身該營養(yǎng)素含量決定。例如，當(dāng)以能量為評價的功能單位時，在植物源性食物中，水果和蔬菜的碳足跡高于谷物類及塊根塊莖類食物。如Heller等的研究顯示蔬菜和水果的碳足跡分別為1.10 kg COeq/1 000 kcal和1.20 kg COeq/1 000 kcal，分別是水稻和根莖類碳足跡的3.83 倍和5.22 倍。造成此差異的原因是雖然在單位質(zhì)量上果蔬類的碳足跡較低，但果蔬類的能量也較低，如水果和蔬菜所含能量僅為53.4 kcal/100 g和32.7 kcal/100 g，而谷物類所含能量介于364.0～370.0 kcal/100 g，因此導(dǎo)致在單位能量上植物源性食物中蔬菜和水果具有最高的碳足跡。在動物源性食物中，反芻動物肉類的碳足跡依然高于非反芻動物肉類，其原因在于單位質(zhì)量上反芻動物肉類的碳足跡顯著高于非反芻動物肉類，且不同肉類產(chǎn)品間的能量差異較小，如牛肉和豬肉所含能量僅相差17 kcal/100 g。當(dāng)以蛋白質(zhì)含量為評價的功能單位時，水果和蔬菜表現(xiàn)出除反芻動物肉類外最高的碳足跡，而其他植物源性食物較動物源性食物相比仍具有更低的碳足跡。然而，食物的營養(yǎng)價值是復(fù)雜且多方面的，以單一營養(yǎng)素含量為功能單位不足以全面反映食物的營養(yǎng)價值與溫室氣體排放間的關(guān)系，為此，有學(xué)者提出以營養(yǎng)豐富食物指數(shù)（nutrient rich foods index 9.3，NRF9.3）和營養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)（nutritional quality index，NQI）為功能單位，綜合考量食物的各種營養(yǎng)素成分來評價其碳足跡。

3 不同飲食模式的溫室氣體排放

不同飲食模式對溫室氣體排放的影響不同。當(dāng)前，大西洋飲食、地中海飲食、素食和純素食是全球最為典型的幾種飲食模式。從整體來看，大西洋飲食、地中海飲食溫室氣體排放強度高于素食和純素食（圖2）。不同飲食模式間各類食物消費量構(gòu)成的差異及單一食物碳足跡參數(shù)的差別共同導(dǎo)致了其溫室氣體排放強度的差異?；趩挝毁|(zhì)量上動物源性食物的碳足跡顯著高于植物源性食物，動物源性食物中畜禽肉類尤其是反芻動物肉類的碳足跡顯著高于水產(chǎn)品、蛋類和奶制品，因此，飲食模式中所含的動物源性食物尤其是畜禽肉類占比越高，則溫室氣體排放強度越大。在這4 類飲食模式中，大西洋飲食的動物源性食物消費量占比最高，且含有更多的畜禽肉類，如Esteve-Llorens等研究表明，動物源性食物約占大西洋飲食食物消費構(gòu)成的26.5%，其中畜禽肉類占比3.33%；地中海飲食以植物源性食物消費為主，優(yōu)先食用蛋奶和水產(chǎn)品，同時減少畜禽肉類的攝入，如van Dooren等研究表明畜禽肉類僅占地中海飲食消費構(gòu)成的2.16%；素食中動物源性食物消費量占比較低，一般可分為乳素食、蛋素食或乳蛋素食，部分包含水產(chǎn)品，但均不含畜禽肉類；純素食中不含動物源性食物。研究人員具體比較了各類飲食模式溫室氣體排放強度及其構(gòu)成的差異。González-García等評價了西班牙大西洋飲食與地中海飲食的溫室氣體排放情況，結(jié)果顯示，大西洋飲食中水產(chǎn)品、奶制品、畜禽肉類和蛋類的消費量較地中海飲食相比分別高出89.7%、87.0%、41.7%和20.8%，導(dǎo)致大西洋飲食動物源性食物消費產(chǎn)生的溫室氣體排放強度較地中海飲食高64.2%，雖然大西洋飲食中蔬菜、植物油和水果的消費量與地中海飲食相比更低，但這并不足以抵消動物源性食物消費量提高而增加的溫室氣體排放，因而大西洋飲食溫室氣體排放強度更高。Pairotti等評價了意大利地中海飲食與素食的溫室氣體排放情況，結(jié)果顯示，地中海飲食奶制品的消費量較素食高4.3%，且地中海飲食含有畜禽肉類和水產(chǎn)品，導(dǎo)致地中海飲食動物源性食物消費產(chǎn)生的溫室氣體排放較素食高66.2%，雖然素食中谷物類以及根莖作物、水果和蔬菜類的消費量分別較地中海飲食高11.7%和17.7%，但素食植物源性食物消費產(chǎn)生的溫室氣體排放僅比地中海飲食高24.6%，由此導(dǎo)致地中海飲食具有更高的溫室氣體排放強度。

圖2 不同飲食模式的溫室氣體排放量[56,59,61-65]Fig.2 Greenhouse gas emission intensities of different diet patterns[56,59,61-65]

4 不同國家及國家內(nèi)部膳食消費結(jié)構(gòu)的溫室氣體排放

受經(jīng)濟發(fā)展水平、糧食安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施、文化傳統(tǒng)和區(qū)域偏好的影響，不同國家居民膳食消費構(gòu)成存在顯著差異，進(jìn)而導(dǎo)致居民膳食消費溫室氣體排放強度及其構(gòu)成的差別。首先，一般而言，不同國家居民膳食消費溫室氣體排放強度與國家經(jīng)濟發(fā)展水平程度存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，發(fā)達(dá)國家居民膳食消費溫室氣體排放強度顯著高于發(fā)展中國家和相對落后國家，導(dǎo)致此差異的主要原因在于動物源性食物消費構(gòu)成的差別。隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，動物源性食物尤其是畜禽肉類和奶制品在國民膳食結(jié)構(gòu)中的占比增加，進(jìn)而導(dǎo)致較高的溫室氣體排放。例如，Chaudhary等研究表明，美國、澳大利亞、歐盟27國等發(fā)達(dá)國家居民人均每日膳食消費溫室氣體排放強度介于3.59～4.98 kg COeq，中國、墨西哥等發(fā)展中國家介于1.99～2.70 kg COeq，非洲、南亞等地區(qū)的相對落后國家介于0.64～1.37 kg COeq。其次，從溫室氣體排放構(gòu)成的角度分析，在美國、澳大利亞和歐盟27國等發(fā)達(dá)國家，動物性食物消費量高，分別占居民膳食消費構(gòu)成的33.1%、32.6%和30.3%，成為溫室氣體排放的主要貢獻(xiàn)因子，分別貢獻(xiàn)了膳食消費溫室氣體排放構(gòu)成的60.0%、83.1%和66.1%。而在像中國這樣的發(fā)展中國家，蔬菜、谷物類和水果是居民膳食消費的主要來源，畜禽肉類和奶制品分別僅占居民膳食消費構(gòu)成的9.3%和6.7%，二者分別僅貢獻(xiàn)了溫室氣體排放構(gòu)成的21.3%和6.4%；同樣在印度，谷物類、蔬菜和根莖類作物是居民膳食消費的主要來源，奶制品和畜禽肉類消費分別僅占膳食消費構(gòu)成的9.1%和2.7%，二者消費產(chǎn)生的溫室氣體分別占排放構(gòu)成的7.6%和35.9%。

在國家內(nèi)部，居民膳食消費溫室氣體排放強度也進(jìn)一步受性別差異、城鄉(xiāng)差距等因素的影響而表現(xiàn)出差別。在性別方面，受體力活動水平、飲食偏好等因素的影響，男性膳食消費絕對量一般高于女性，且膳食構(gòu)成中動物源性食物的占比略微更高，由此導(dǎo)致男性膳食消費溫室氣體排放強度更大。例如，Song Baoguo等研究表明，中國男性居民每日膳食消費量為1 154 g，比女性高13.1%，動物源性食物占男性膳食消費構(gòu)成的14.1%，占女性膳食消費構(gòu)成的13.2%，由此導(dǎo)致男性膳食消費溫室氣體排放強度比女性高13.3%。在城鄉(xiāng)差距方面，受經(jīng)濟收入的影響，農(nóng)村居民植物源性食物尤其是谷物類和塊根塊莖類的消費量通常高于城市居民，而動物源性食物的消費量則較低，由此導(dǎo)致農(nóng)村居民膳食消費溫室氣體排放強度低于城市居民。例如，在中國，城市居民植物源性食物消費量比農(nóng)村居民低4.9%，而奶制品、海鮮和畜禽肉類的消費量分別比農(nóng)村居民高112%、21.4%和14.4%，由此導(dǎo)致城市居民膳食消費溫室氣體排放強度比農(nóng)村居民高12.7%。

5 食物系統(tǒng)溫室氣體減排策略

降低全球溫室氣體排放是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的必然要求，《巴黎協(xié)定》使與會各國形成了政治和科學(xué)共識，即將全球氣溫上升幅度限制在比工業(yè)化水平前高1.5 ℃或2 ℃。研究表明食物系統(tǒng)若按照當(dāng)前的趨勢進(jìn)一步發(fā)展則必將妨礙限制全球氣溫上升1.5 ℃氣候目標(biāo)的實現(xiàn)，并在本世紀(jì)末威脅限制全球氣溫上升2 ℃的氣候目標(biāo)。因此，食物系統(tǒng)溫室氣體減排不容忽視，降低食物系統(tǒng)溫室氣體排放量迫在眉睫。目前，國內(nèi)外學(xué)者普遍從改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐、轉(zhuǎn)變飲食方式和減少食物損失與浪費3個層面來探討食物系統(tǒng)溫室氣體減排策略（圖3）。

圖3 食物系統(tǒng)溫室氣體減排策略Fig.3 Reduction strategies for greenhouse gas emissions from food systems

5.1 改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐

在食物全生命周期溫室氣體排放構(gòu)成中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)階段即從搖籃到農(nóng)場大門階段貢獻(xiàn)最大，占碳足跡構(gòu)成的79%左右。改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐即從提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率兩個方面進(jìn)行優(yōu)化以降低單一食物單位質(zhì)量碳足跡。具體而言，植物源性食物的優(yōu)化措施可包括：1）優(yōu)良作物品種的選育，選擇抗病蟲害能力較強、水肥利用效率較高、光能利用率較強的優(yōu)勢作物品種；2）提高養(yǎng)分利用效率，即根據(jù)作物需肥規(guī)律和養(yǎng)分臨界期確定施肥時期，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量和目標(biāo)產(chǎn)量確定施肥量，依照地區(qū)自然氣候條件和作物養(yǎng)分吸收規(guī)律確定肥料種類和施肥方式，同時注重新型肥料的應(yīng)用，以優(yōu)化肥料施用與管理，協(xié)同提高作物產(chǎn)量和養(yǎng)分利用效率；3）進(jìn)行節(jié)水灌溉，減少灌溉機械能耗產(chǎn)生的碳排放以及通過間歇灌溉降低稻田CH排放；4）進(jìn)行保護(hù)性耕作，通過少耕或免耕降低微生物分解活性，增加土壤碳儲量，促進(jìn)作物殘茬融入土壤有機碳。此外，有機添加物的應(yīng)用（如生物炭、微生物菌劑）也可提高土壤碳固存和肥料利用率，甲烷氧化菌和微藻結(jié)合應(yīng)用于稻田也被證明可顯著降低田間CH排放。動物源性食物的優(yōu)化措施可包括：1）通過提高質(zhì)量增加率以降低禽畜屠宰年齡，降低發(fā)病率以避免畜禽死亡，提高禽畜受孕率以促進(jìn)繁殖等，提高肉類產(chǎn)量；2）優(yōu)化飼料管理，增加粗飼料與濃縮物的比例，在飼料中添加縮合單寧、皂苷等物質(zhì)以降低反芻動物腸道發(fā)酵CH排放；3）提高飼料轉(zhuǎn)化率以減少飼料消耗量；4）優(yōu)化糞便管理，實現(xiàn)畜禽糞便資源化利用以最大限度減少糞便CH和NO排放。

5.2 向可持續(xù)的飲食方式轉(zhuǎn)變

基于當(dāng)前全球發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家膳食消費結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人類營養(yǎng)和健康雙重負(fù)擔(dān)及環(huán)境持續(xù)惡化，各國政府及國際組織陸續(xù)推出多種飲食模式轉(zhuǎn)型方案，以實現(xiàn)健康和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的食物系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。不同發(fā)展水平國家飲食模式轉(zhuǎn)型方向各不相同。從整體而言，發(fā)達(dá)國家需要適當(dāng)降低動物源性食物尤其是畜禽肉類和奶制品的消費量，例如，Green等提出的英國可持續(xù)飲食轉(zhuǎn)型建議中要求把畜禽肉類和奶制品的消費量在當(dāng)前基準(zhǔn)上分別降低59%和66%，從而使溫室氣體排放強度由當(dāng)前飲食的人均每日4.20 kg COeq下降至替代飲食的2.52 kg COeq。在發(fā)展中國家（如中國和巴西），研究人員給出的飲食模式轉(zhuǎn)型建議也要求適當(dāng)降低動物源性食物消費占比。然而，在本就存在因動物源性食物消費不足而導(dǎo)致隱性饑餓問題突出的相對落后國家，飲食方式轉(zhuǎn)型則需要適當(dāng)增加動物源性食物消費占比，進(jìn)而會導(dǎo)致更高的溫室氣體排放，例如，在Behrens等提出的印度可持續(xù)飲食模式轉(zhuǎn)型中，要求將動物源性食物消費量在當(dāng)前基礎(chǔ)上增加52.3%，由此導(dǎo)致替代飲食溫室氣體排放強度比當(dāng)前飲食高39.4%。此外，柳葉刀委員會基于現(xiàn)有最佳營養(yǎng)證據(jù)，依據(jù)減少一系列疾病負(fù)擔(dān)的同時滿足環(huán)境可持續(xù)性要求而設(shè)計了一款星球健康飲食模式（Planetary Healthy Diet），在全球范圍內(nèi)僅通過該飲食模式轉(zhuǎn)型就可使2050年全球食物系統(tǒng)溫室氣體排放量較維持當(dāng)前的飲食模式不變相比降低48.9%，這一降幅能夠保障食物系統(tǒng)溫室氣體排放強度維持在為實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》氣候目標(biāo)而設(shè)定的排放邊界閾值內(nèi)。同樣地，轉(zhuǎn)向星球健康飲食并不意味著全球所有國家居民膳食消費溫室氣體排放強度都在當(dāng)前基準(zhǔn)上下降，星球健康飲食轉(zhuǎn)型將導(dǎo)致大部分撒哈拉以南的非洲和南亞國家溫室氣體排放強度上升，主要原因仍在于該飲食模式使這些國家居民動物源性食物消費占比增加。然而，并非全球所有國家居民都能負(fù)擔(dān)起星球健康飲食，星球健康飲食的成本至少超過了全球15.8億 人的家庭人均收入，此外，星球健康飲食轉(zhuǎn)型還面臨著政治執(zhí)行力、文化接受度、社會平等性3個方面的考驗。因此，如何在由經(jīng)濟、政治、文化和社會構(gòu)成的復(fù)雜體系中前行，明確食物系統(tǒng)重大變革的優(yōu)先事項，尋求廣泛的國際合作與承諾，開展多部門、多層次的聯(lián)合行動是實現(xiàn)可持續(xù)食物系統(tǒng)轉(zhuǎn)型面臨的重大挑戰(zhàn)。

5.3 減少食物在供應(yīng)鏈中的損失浪費

當(dāng)前，全球食物損失與浪費狀況不容樂觀，食物損失和浪費減少了可供消費的食物數(shù)量，增加了食物生產(chǎn)環(huán)境負(fù)擔(dān)。研究表明，全球每人每天食物損失與浪費量為606 g，每年食物損失與浪費總量為1.3h10t；而每人每天損失與浪費的食物所致溫室氣體排放為887 g COeq，每年導(dǎo)致的溫室氣體排放總量為2.189h10t COeq。因此，減少食物損失和浪費可以提高農(nóng)業(yè)和價值鏈的生產(chǎn)效率，從而降低食物系統(tǒng)溫室氣體排放。食物在其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、采后貯存、加工處理、市場分配和家庭消費階段，都會產(chǎn)生損失或浪費，各個階段損失或浪費的成因及預(yù)防措施如圖4所示。通過遏制食物損失與浪費，按照聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)12.3的預(yù)期，將全球食物損失與浪費總量在當(dāng)前基礎(chǔ)上降低50%，可使2050年全球食物系統(tǒng)溫室氣體排放量與不采取減少食物損失與浪費的措施相比降低6.12%。

圖4 食物損失與浪費成因及預(yù)防措施[103-106]Fig.4 Causes of food loss and waste and preventive measures[103-106]

此外，食物系統(tǒng)溫室氣體減排策略的落實同樣依賴于強而有力的政策推行。推動食物系統(tǒng)溫室氣體減排策略有效實施的政策建議可包括：第一，中央和地方政府應(yīng)持續(xù)加強農(nóng)業(yè)科研投入和農(nóng)業(yè)財政補貼，加大低碳農(nóng)業(yè)政策宣傳，增強農(nóng)民對低碳農(nóng)業(yè)的認(rèn)知，提高農(nóng)戶對低碳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的實際應(yīng)用能力，確保各類低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)能夠“落地生根”。第二，要讓消費者成為飲食模式轉(zhuǎn)變的積極參與者，相關(guān)職能部門要加強居民膳食選擇的宣傳與引導(dǎo)，鼓勵居民食用營養(yǎng)價值高、碳足跡低的食物，如鼓勵居民適當(dāng)增加蔬菜、水果、奶制品等食物消費占比，適度減少畜禽肉類尤其是牛肉、羊肉的消費。此外，針對因畜禽肉類等食物攝入過量而導(dǎo)致超重和肥胖普遍發(fā)生的地區(qū)和人群應(yīng)實施膳食營養(yǎng)干預(yù)計劃，針對因食物獲取不足導(dǎo)致膳食營養(yǎng)素缺乏而存在“隱形饑餓”的地區(qū)和人群，應(yīng)通過資金補貼、發(fā)放營養(yǎng)包等方式改善其膳食質(zhì)量。第三，在國家層面應(yīng)明確立法，持續(xù)推行“光盤行動”，倡導(dǎo)勤儉節(jié)約的消費習(xí)慣；在社會層面應(yīng)充分發(fā)揮食品零售部門和餐飲行業(yè)的作用，規(guī)范食品包裝與制備，引導(dǎo)居民合理購買和消費食物，減少流通環(huán)節(jié)的食物損失和盲目攀比造成的食物浪費；在個人層面消費者應(yīng)加強自身道德修養(yǎng)，秉持勤儉節(jié)約的傳統(tǒng)美德，膳食消費“量力而行”，減少舌尖上的浪費。

6 食物系統(tǒng)溫室氣體排放評價的展望

食物系統(tǒng)溫室氣體排放現(xiàn)狀評價及其優(yōu)化轉(zhuǎn)型潛力探究是當(dāng)前科學(xué)研究的熱點?；谑澄锶芷诘奶甲阚E分析法，國內(nèi)外學(xué)者從單一食物、飲食模式和膳食結(jié)構(gòu)的角度系統(tǒng)評價了食物系統(tǒng)溫室氣體排放現(xiàn)狀，提出了食物系統(tǒng)溫室氣體減排策略及推動其實施的政策建議，形成了一套較為完整的從方法論構(gòu)建到現(xiàn)狀評價，再到調(diào)控途徑和實施政策的理論研究體系。

然而，目前關(guān)于食物系統(tǒng)溫室氣體排放評價的研究存在以下方面的不確定性。一是膳食消費數(shù)據(jù)存在不確定性。在目前的研究中，國家膳食消費數(shù)據(jù)主要來源于聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織食物平衡表（Food and Agricultural Organization of the United Nations-Food Balance Sheets，F(xiàn)AO-FBSs）或各國居民膳食營養(yǎng)調(diào)查。FAO-FBSs描述了一個國家人均食物供應(yīng)量而非膳食消費量，需要構(gòu)建食物系統(tǒng)物質(zhì)流動模型將食物供應(yīng)量轉(zhuǎn)化為實際消費量，而不同學(xué)者考慮的食物系統(tǒng)物質(zhì)流動各環(huán)節(jié)各有差別，各環(huán)節(jié)食物損失與浪費的比例參數(shù)的準(zhǔn)確性參差不齊，由此導(dǎo)致了膳食消費量估算的不確定，進(jìn)而導(dǎo)致溫室氣體排放評價的不確定。膳食調(diào)研數(shù)據(jù)在評價尺度和研究區(qū)域上存在局限性，難以進(jìn)行全球或區(qū)域?qū)用娴南到y(tǒng)評價與對比分析，且膳食調(diào)研數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有待提高。例如。Yu Xiaohua等研究表明，《中國統(tǒng)計年鑒》公布的我國居民膳食消費數(shù)據(jù)低估了居民膳食消費實際水平。二是食物碳足跡參數(shù)系統(tǒng)邊界不完整。一個完整的食物系統(tǒng)溫室氣體排放評價應(yīng)包括食物“從搖籃到墳?zāi)埂钡娜芷诟鱾€階段，然而目前大部分關(guān)于食物系統(tǒng)溫室氣體排放評價的研究把系統(tǒng)邊界局限在“搖籃到農(nóng)場大門內(nèi)”，忽略了食物在產(chǎn)后貯存、運輸、銷售等環(huán)節(jié)的排放，從而低估了整個食物系統(tǒng)溫室氣體排放強度。三是食物碳足跡參數(shù)存在區(qū)域不確定性。由于全球不同區(qū)域自然資源條件和生產(chǎn)力發(fā)展水平的差異，同種食物類別在不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系下其各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入量水平和相應(yīng)要素的碳排放因子是存在差別的，進(jìn)而導(dǎo)致全球不同區(qū)域同類食物碳足跡參數(shù)存在差異。然而，目前針對很多全球和國家范圍內(nèi)的研究均沒有考慮食物碳足跡參數(shù)區(qū)域本地化問題，常使用一組全球尺度的食物碳足跡薈萃分析結(jié)果進(jìn)行評價，且被用于薈萃分析的碳足跡樣本多來自歐洲和北美地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，這種食物系統(tǒng)碳足跡參數(shù)區(qū)域不準(zhǔn)確性增加了評價結(jié)果的不確定性。

基于此，在未來應(yīng)加強以下方面的研究。一是應(yīng)加強各個國家食物損失與浪費現(xiàn)狀評價。準(zhǔn)確量化不同類別食物在各流動環(huán)節(jié)的損失與浪費量是基于食物系統(tǒng)物質(zhì)流動模型推導(dǎo)居民膳食消費量的關(guān)鍵，是聯(lián)系農(nóng)業(yè)

生產(chǎn)與膳食消費的紐帶。目前，大多數(shù)國家基于食物系統(tǒng)物質(zhì)流動模型推導(dǎo)本國居民膳食消費量所依賴的食物損失與浪費比例多是洲際級別的數(shù)據(jù)，只有部分國家如美國、西班牙、日本和中國等基于實地調(diào)研或文獻(xiàn)數(shù)據(jù)整合分析更新了本國各類食物各環(huán)節(jié)損失與浪費比例。因此，各個國家應(yīng)不斷強化各類食物各環(huán)節(jié)損失與浪費的質(zhì)量監(jiān)測，持續(xù)動態(tài)更新食物損失與浪費現(xiàn)狀。同時，各個國家也應(yīng)不斷完善膳食調(diào)研方法，提高膳食調(diào)研結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性，縮小膳食調(diào)研數(shù)據(jù)和基于食物系統(tǒng)物質(zhì)流動模型推導(dǎo)的膳食消費數(shù)據(jù)間的差距，以準(zhǔn)確量化居民膳食消費量。二是加強各類食物在生產(chǎn)后貯存、流通、烹飪等各環(huán)節(jié)溫室氣體排放量的核算，完善食物碳足跡參數(shù)系統(tǒng)邊界。新近一些研究在這一方面進(jìn)行了有益嘗試，如Frankowska等通過對英國700余戶家庭的調(diào)研，收集了與食品烹飪相關(guān)的能耗數(shù)據(jù)，量化了英國各類常見食物在烹飪過程中的溫室氣體排放量。三是基于區(qū)域?qū)用鏄?gòu)建各類食物碳足跡參數(shù)數(shù)據(jù)庫。通過收集和整理已發(fā)表的各類單一食物碳足跡生命周期評價結(jié)果，按區(qū)域（如各大洲、典型國家等）進(jìn)行各類食物碳足跡參數(shù)薈萃分析，定量化揭示全球不同區(qū)域同類食物碳足跡差異及其成因，為食物系統(tǒng)溫室氣體排放評價提供區(qū)域本地化的碳足跡參數(shù)，為因地制宜制定不同區(qū)域食物系統(tǒng)溫室氣體減排策略提供理論依據(jù)。

7 結(jié) 語

以可持續(xù)的方式養(yǎng)活全球日益增長的人口是21世紀(jì)人類生存和發(fā)展面臨的突出挑戰(zhàn)，降低食物系統(tǒng)溫室氣體排放是實現(xiàn)可持續(xù)食物系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的必然要求，同時是實現(xiàn)全球碳達(dá)峰和碳中和戰(zhàn)略的關(guān)鍵。本文系統(tǒng)梳理和總結(jié)了食物系統(tǒng)溫室氣體排放的國內(nèi)外研究進(jìn)展，得出不同食物類別、飲食模式和國家膳食結(jié)構(gòu)間溫室氣體排放強度差異顯著。就單一食物而言，動物源性食物較植物源性食物相比具有更高的碳足跡；就飲食模式而言，相比于地中海飲食和大西洋飲食，素食和純素食具有更低的溫室氣體排放強度；就不同國家而言，高收入國家居民攝入大量的畜禽肉類和奶制品而產(chǎn)生較高的溫室氣體排放，發(fā)展中國家處于動物性食物消費量激增而溫室氣體排放快速增加階段，欠發(fā)達(dá)國家以植物性食物為主，動物性食物消費占比較少，因而溫室氣體排放量較低。通過改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐、轉(zhuǎn)變飲食方式和減少食物損失浪費可以實現(xiàn)食物系統(tǒng)的低碳可持續(xù)發(fā)展。在未來研究中，亟需基于區(qū)域特點，構(gòu)建一套從生產(chǎn)端到消費端的食物系統(tǒng)物質(zhì)流動模型，加強食物在供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)損失與浪費現(xiàn)狀研究，以準(zhǔn)確評價不同區(qū)域居民膳食消費狀況。同時，需加強單一食物碳足跡參數(shù)基礎(chǔ)研究，擴充碳足跡參數(shù)數(shù)據(jù)庫和評價的系統(tǒng)邊界，以更加準(zhǔn)確和完整地研判食物系統(tǒng)溫室氣體排放，提出更具針對性和可行性的減排措施，實現(xiàn)食物系統(tǒng)低碳可持續(xù)發(fā)展。