粮食生产产生了超过三分之一的人为温室气体排放

为不断增长的世界人口生产足够的粮食紧迫的全球挑战．气候变化正在使地球变暖，这使情况变得复杂这使得许多地方的农业更加困难．

粮食生产是气候变化的一个重要因素，因此能够准确测量粮食部门的温室气体排放至关重要。在一个新的研究，我们表明，粮食系统产生了约35%的全球人为温室气体排放总量。

细分这一份额，肉类、家禽和奶制品等动物性食品的生产，包括种植农作物喂养牲畜和放牧牧场，贡献了与粮食系统相关的57%的排放。增加供人类消费的植物性食品占29%。另外14%的农业排放来自于非食品或饲料的产品，如棉花和橡胶。

我们是大气科学家，研究农业和其他人类活动对地球气候的影响众所周知，生产动物性食品比植物性食品产生更多的温室气体排放，这就是原因所在转向更多的植物性饮食被认为是遏制温室气体排放和气候变化的一个选择。

但是，为了量化这种转变的潜在影响，我们认为需要更好的工具来估计单个植物和动物食品的排放，提供更多关于如何计算排放的细节，并涵盖所有与食品相关的子部门，如土地使用变化和农场之外的行动。

目前的方法依赖于稀疏数据和许多关键因素的简化表示，如农田管理的排放。他们没有统一对待不同的子行业，也没有计算生产许多特定商品的排放量。

为了填补这些空白，我们开发了一个综合的框架，它结合了建模和各种数据库。它使我们能够估计全球温室气体二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的年平均排放量，这些温室气体来自以植物和动物为基础的人类食物的生产和消费。目前，我们的研究涵盖了2007-2013年。以下是它提供的一些见解，使用的数据代表了那些年的平均值。

粮食生产产生的温室气体

我们考虑了以植物和动物为基础的食品生产排放的四个主要子部门。总的来说，我们计算出粮食系统每年产生的排放量大约相当于173亿公吨(17.318太克)二氧化碳。

土地利用变化——为农场和牧场清理森林，从而减少树木和土壤中的碳储存——占粮食生产温室气体排放总量的29%。另外38%来自农田管理活动，如耕地，减少土壤碳储存，用氮肥处理作物。农民还燃烧大量的化石燃料来运行他们的拖拉机和收割机。

畜牧业产生的温室气体排放量占粮食生产的21%。它包括放牧动物喷出的甲烷，以及从牲畜粪便中释放的甲烷和一氧化二氮。剩下的11%来自农场之外的活动，如采矿、化肥和农药的制造和运输，以及食品加工中的能源消耗。

哪种食物产生的温室气体最多?

我们的框架使比较不同的粮食产品和粮食产区如何影响地球气候成为可能。

在动物性食品中，牛肉是气候变化的最大贡献者。它产生了25%的食品总排放量，其次是牛奶(8%)和猪肉(7%)。

水稻是植物性食品中最大的贡献者，占食品部门温室气体排放总量的12%，其次是小麦(5%)和甘蔗(2%)。水稻之所以引人注目，是因为它可以在水中生长，所以许多农民用洪水来消灭杂草，为某些释放甲烷的细菌创造了理想的条件。

这有助于解释为什么南亚和东南亚的粮食生产相关排放量最大，占全球总量的23%。该地区是唯一一个以植物为基础的排放量超过以动物为基础的排放量的地区。南美是第二大排放国，占20%，动物性食品的排放量最大，这反映出那里的牧场占主导地位。

在单个国家中，中国、印度和印度尼西亚的植物性食品生产排放量最高，分别占全球食品相关温室气体排放量的7%、4%和2%。生产动物性食品排放最多的国家是中国(8%)、巴西(6%)、美国(5%)和印度(4%)。

粮食生产如何影响土地利用

我们的框架还显示，饲养动物性食品消耗的土地是生产植物性食品的六倍。

在世界范围内，我们估计人类正在使用1800万平方英里(46亿公顷)的土地来生产粮食，约占地球总土地面积的31%(不包括冰雪覆盖的地区)。其中，30%是农田，70%是各种类型的牧场。

看看这些地区是如何管理的，我们估计有13%的农业用地被用于生产植物性食品。另外77%被用于生产动物性食品，包括种植动物饲料的农田和牧场。剩下的10%被用于种植其他产品，如棉花、橡胶和烟草。

我们的研究使用了一个一致的框架，对粮食生产和消费产生的温室气体排放进行了完整的估计，涵盖了地方、国家、区域和全球范围内所有与粮食相关的分部门。它可以帮助政策制定者确定对气候变化贡献最大的植物性和动物性食品商品，以及在不同地区排放最高的子部门。

根据这些结果，政府、研究人员和个人可以采取行动，在不同地方减少高排放食品商品的排放。作为联合国领导人表示在全球变暖的情况下，提高粮食生产的气候友好性对于减少饥饿至关重要。

小明许大气科学博士后研究助理，伊利诺伊大学香槟分校和Atul耆那教徒的，大气科学教授，伊利诺伊大学香槟分校

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