作者:王昊昊 来源:中国科学报 发布时间:2022/4/8 13:40:36
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舌尖上的“双碳”目标

 

我国提出“碳达峰、碳中和”的“双碳”目标后,各行各业开始进一步转型升级,积极寻求“减碳”新路子。中国科学院亚热带农业生态研究所(下称“亚热带生态所”)联合中国科学院遗传发育研究所、浙江大学等研究单位的一项研究发现,我国动物源食品消费量的快速增加,将对“双碳”目标带来一定挑战;吃得好不如吃得“妙”,吃对了也能节能减排,助力舌尖上的“双碳”目标。

近日,这一成果发表在由中国科学院青年创新促进会百余位青年科学家和Cell出版社合办的综合性英文期刊《创新》(The Innovation)上。

最新研究数据表明,世界粮食体系占全球人为温室气体排放量的三分之一以上,其中甲烷约占粮食体系温室气体排放量的35%,主要源自畜牧业和水稻种植。面向“双碳”目标,我们该如何用好舌尖上的“减碳”密码?

更喜食猪肉

国人饮食习惯仍属“健康低碳”型

为应对气候变化,全球主要国家陆续公布了本国的“减碳”承诺及行动路线规划。“减碳”责任具体该如何划分一直是国际社会关注的焦点。在动物源食品领域,一些国家认为中国人膳食消费依赖“大鱼大肉”,动物源食品温室气体排放量大,应该承担更多的国际“减碳”责任。

“这实属无中生有。”参与此研究的亚热带生态所研究员谭支良告诉《中国科学报》记者,中国人的动物源食品消费习惯以猪肉为主,而欧美等发达国家以牛肉和牛奶为主。和牛羊产业相比,生猪产业并不是一个碳排放很高的产业,国际上这种对中国动物食品消费结构的说法是站不住脚的,也没有科学依据。

目前,每年全球食品生产的温室气体排放约为173亿吨二氧化碳当量,其中57%来自于动物源食品。动物通过打嗝和放屁排放大量甲烷,其中每千克猪肉的碳排放强度仅为5.8千克二氧化碳当量,但每千克牛肉和羊肉的碳排放强度高达39.7千克至44.3千克二氧化碳当量。

该项研究对比全球168个国家的动物源食品消费量最新数据发现,中国人均动物源食品消费量处于国际中间水平(75/168);中国人均较低的动物源食品消费量和以猪肉为主的消费习惯,使得人均动物源食品碳排放量处于全球较低水平(145/168),中国人的饮食习惯仍属于“健康低碳”型。

“可以说,国人以猪肉为主的消费习惯对我国人均动物源食品碳排放强度处于较低水平的贡献很大,因为其碳排放强度远低于反刍动物。”该论文通讯作者、亚热带生态所研究员王敏说。

“我们的研究很好地推翻了国际上的上述论断。”王敏表示,国际“减碳”责任的划分不是一个或几个国家说了算,“减碳”标准的制定也要更加注重健康和科学合理。在这方面,中国也要发出更多声音,积极参与制定国际“减碳”标准,加快绿色低碳转型步伐,进一步掌握国际“减碳”主动权。

图A,2018年全球168个国家动物源食品消费量及组成; B,动物源食品的碳排放强度;C,2018年各个国家人均动物源食品消费相关的温室气体排放量;D,动物源食品消费及其相关的温室气体排放,其中2050-BAU代表基准情景,2050-Diet代表膳食标准;E,不同情景下中国畜牧业累积的二氧化碳增温潜势,其中虚线代表达到气候中性。受访者 供图

吃得好不如吃得“妙”

让奶制品成为民众餐桌必备消费品

随着我国经济社会的快速发展,居民生活水平逐步提高。相应地,近年来我国居民的动物源食品消费量也在快速增加,未来的增速还将更快,从而导致温室气体排放量大幅度增高,对实现“双碳”目标带来较大挑战。

该项研究利用中国人均GDP、城镇化率和动物源食品消费量的历史变化规律(基准情景),预测了2050年中国居民动物源食品消费量。结果显示,中国居民动物源食品消费量届时将提升至2018年的159%,并且相关温室气体排放量将增加到4.63亿吨二氧化碳当量,这将成为中国实现“双碳”目标的重要挑战之一。为此,我国居民肉类消费习惯不能随收入水平提高而发生重大改变。

基于中国居民营养状况和健康需要,2016年,国家卫计委发布《中国居民膳食指南(2016)》,提出一般人群膳食核心应该为:食物多样,谷类为主;多吃蔬果、奶类、大豆;适量吃鱼、禽、蛋、瘦肉;少盐少油,控糖限酒。

上述膳食指南是结合《中国居民营养与慢性病状况报告(2015年)》等多方面因素修订的。该报告显示,虽然我国居民膳食能量供给充足,体格发育与营养状况总体改善,但居民膳食结构仍存在不合理现象,豆类、奶类消费量依然偏低,脂肪摄入量过多,部分地区营养不良的问题还依然存在,超重肥胖问题日益凸显。

大多国人传统观念中,有大鱼大肉才算“吃得好”。但并非如此,过多摄入动物源食品还会导致高血脂、高血压和高血糖等健康问题。

“‘吃得好’不如‘吃得妙’,居民膳食习惯改变的关键,是用好舌尖上的‘减碳’密码。”王敏表示,如果中国居民遵循均衡膳食,动物源食品的消费模式按照膳食指南推荐(每人每天畜禽肉40至75克、水产品40至75克、蛋类40至50克、奶及奶制品300克),2050年中国动物源食品温室气体排放量可以降低到2.45亿吨二氧化碳当量,仅为基准情景预测结果的53%。

“劝退”那些无肉不欢的民众,让他们喜欢上蔬菜、水果、谷薯、大豆类食物,并非易事。尤其是一些居民的观念中,肉的营养价值是别的食物难以替代的,部分家长在其子女的营养问题上也毫不含糊、顿顿牛羊肉。

“不好的饮食习惯既不利于健康,也会给环境带来很大负担,民众要逐步认识到‘吃得妙’的意义,政府部门也要做好相关健康宣教。我们不是彻底改变既有的吃肉习惯,而是不断优化它,比如多摄入奶制品等。”王敏表示。

“奶制品是刚需产品。目前我国奶制品的生产成本是偏高的,要充分挖掘、开发区域性饲料资源,对我国奶业的生产模式等重新调整以降低生产成本,让奶及奶制品成为民众餐桌上必备的消费品。”谭支良建议,面向生命健康和国家“双碳”目标,居民应养成均衡膳食的生活习惯,国家需强化畜禽养殖中的胃肠道甲烷减排策略,最终构建健康低碳的消费模式,促进气候中性背景下的畜牧业可持续发展。

反刍动物瘤胃甲烷生成示意图。受访者 供图

营养和“减碳”两手抓

推出更多畜牧业降碳减排技术

数据显示,目前我国每人每天的奶及奶制品消费量为63.4克。“如果按照膳食指南均衡饮食,未来中国居民牛奶消费量将增加四倍以上,这将导致奶牛养殖规模扩大,增加胃肠道甲烷排放,促进短期温室效应。”谭支良表示,甲烷是畜禽养殖过程中主要的温室气体之一,其半衰期约为10年。甲烷减排能产生明显的缓解气候变暖效果,这给畜牧业实现气候中性提供了机会。

该项研究发现,中国反刍动物胃肠道甲烷排放占畜牧业温室气体排放的54%。科研人员尝试通过模拟减少胃肠道甲烷排放以抵消畜禽养殖过程二氧化碳和氧化亚氮引发的温室效应。预测数据显示,如果反刍家畜胃肠道甲烷排放减少55%,中国畜禽养殖业有望在2050年达到气候中性。

国民营养水平不断提高是现实需要也是必然趋势。居民牛奶消费量提高了,甲烷排放量就会增加,不能为了完成“减碳”目标而降低居民营养水平,因此,找到一条既能有效提高居民营养水平、又能很好地降低家畜甲烷排放量的路子很关键。

“从科学养殖的角度来说,要不断提高动物饲养效率,比如以前一公斤饲料能产一斤奶,就要朝着一公斤饲料产两斤甚至更多奶的目标努力。”王敏举例说,另一方面可以不断研发新的可减少动物胃肠道甲烷排放的饲料添加剂。畜牧业“减碳”压力主要在牛羊等反刍动物养殖上,提高动物生产效率,可在优良品种选育上着重发力,尽量选择高饲料转化效率的品种,在保证动物源食品供给的基础上减少动物的养殖量。

王敏表示,全球层面应该前瞻性地利用世界科技力量,部署一些攻坚目标,推动畜牧业“减碳”领域国际领先新成果、新进展、新策略很好地落地,及时发挥作用。

“牛羊等动物的甲烷排放是生理性的,不可能让它不排放、全部杜绝,如何在不影响生产性能、保证产品供给的情况下,降低其甲烷排放量,是我们的研究目标。”谭支良说,“未来奶制品及牛羊肉的需求量、消费量一定会不断增加,所以我们面临的不只是营养膳食和畜牧业减排降碳之间的加减法问题,而是整个产业发展的结构性演替问题。面向‘双碳’目标,要把握好营养刚性需求和畜牧业发展过程中碳排放压力的平衡度,逐步通过改变动物的生产模式、生产方式,同时改变人们的消费习惯和行为等方式,推动同步降碳减排。”

谭支良建议,一是做好前瞻性布局,提前着手解决一些畜牧业“减碳”技术难题和挑战;二是从宏观上摸清畜牧业整体的碳排放格局和变化趋势,及时在国家政策层面作出调整;三是把畜牧业放在整个大农业生态系统里面考量,明晰畜牧业为气候零增温应做出哪些结构性调整和布局。

用好制度优势

促进畜牧业全面高质量发展

“总的来说,中国畜牧业的发展,当前要务是稳定动物性食品的供给需求,适当增加奶制品和牛羊肉产品的供应。”谭支良说,动物源食品消费模式的最佳状态和理想目标就是“健康低碳”型,未来核心的问题是用好我国最大的制度优势,全国一盘棋统一行动,做到在减少动物饲养量的前提下,提高其生产性能,通过优化市场资源提高生产效率,同时打通农业产业“孤岛”,使相关产业链条很好地融合起来。

近年来,受疫病和猪肉短缺等影响,畜牧行业特别是养猪业又迎来一波快速发展的机遇,但生猪养殖大规模化的趋势进一步增加了碳排放,同时带来后续污染治理带来巨大压力。对此,中国农业大学教授李季认为,畜牧养殖业的未来方向是种养结合,应充分考虑到养殖场粪污治理的长期性和艰巨性,鼓励各地积极采用新技术、新工艺探索多种类型的绿色种养和粪污循环利用模式,包括肥料化、能源化等,这样既可减少粪污处理和利用过程中的碳排放,又可回收粪尿中的多种养分资源,实现土壤固碳,促进养殖业全链条早日实现气候中性。

中国工程院院士、亚热带生态所研究员印遇龙在接受《中国科学报》采访时表示,畜牧养殖业实现气候中性,要提高饲料利用率,降低单位产品的碳排放量。通过畜禽育种、疫病防控、养殖环境改善、智能化管理等方式,提高畜禽繁殖效率和生产性能是最有效的减排措施。以奶牛为例,近二十年来,由于我国奶牛饲养水平不断提高,奶牛生产性能大幅度提升,牛奶的碳排放强度下降了41.8%左右。

印遇龙建议,采用菌酶协同发酵、新型有机微量元素添加剂等技术,提高饲料利用率,从而减少碳排放;继续推进种养结合农牧循环发展,加强畜禽粪肥还田养分管理,提升耕地中有机碳含量;推广建设经济高效的畜禽粪污处理设施,鼓励使用密闭贮存发酵、智能化好氧堆肥等技术,协同降低温室气体排放;引导社会资本开展以畜禽粪污为主要原料的专业化沼气工程建设,通过回收沼气实现减排的同时,进一步通过沼气发电或生产生物天然气替代化石能源,降低二氧化碳排放。

中国农业科学院研究员董红敏建议,对集约化、规模化养殖场的废弃物进行减排处理以及资源再利用。通过对废弃物进行智能发酵,减少粪污中微量元素和有机物的排放以及甲烷的产生,同时生产有机肥,促进粪污资源化利用;创新发展绿色、优质、环保、可持续的现代化种养结合模式,解决土壤修复问题并促进养殖业转型升级。

湖南农业大学教授罗琳表示,未来政府部门和相关科研团队有必要针对区域种养不平衡所导致的农业有机废弃物高价值链综合利用率低等现状,通过种养废弃物组分与元素平衡特征分析,构建基于有价元素平衡的有机废物高价值链综合利用模式,为农业农村可持续发展提供理论依据和模式示范。

“动物源食品结构的分析、判断,为我国畜牧业实现绿色低碳发展打下了很好的基础。我们未来要走的路还很长,需要动员全国力量甚至国际合作力量,一起为中国畜牧业的绿色发展找到符合中国国情的特色发展之路。国家减排政策实施需要加大对畜禽养殖和胃肠道甲烷减排的关注,最终通过优化动物源食品生产模式来实现畜牧业气候零增温的目标。”谭支良说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100220

 

 
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