食品系统每年排放约173亿公吨二氧化碳。
一项新研究显示，食品系统约占全球人为温室气体排放总量的35%。
其中，动物性食物的生产占57%，而为人类消费种植植物性食物则占29%。
为日益增长的世界人口生产足够的食物，是一项紧迫的全球性挑战。此外，气候变化正在使地球变暖，这一事实使粮食生产更加复杂，并且使许多地区的农业生产更加困难。
粮食生产是气候变化的主要因素之一，因此准确测量食品行业的温室气体排放至关重要。在一项新研究中，我们发现食品系统约占全球人为温室气体排放总量的35%。
具体来看，在这一份额中，动物性食物的生产（包括肉类、家禽和乳制品，以及为饲养牲畜而种植的作物和用于放牧的牧场）占食品系统相关排放的57%。为人类消费而种植的植物性食物占29%。其余14%的农业排放来自非食用或非饲料产品，例如棉花和橡胶。
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，生产动物性食物所产生的温室气体排放高于植物性食物，这也是为何转向以植物为主的饮食被视为减少温室气体排放和应对气候变化的一种选择。
但为了量化这种转变的潜在影响，我们认识到需要更好的工具，以估算个别动物性和植物性食品的排放，并需更详细地说明排放的计算方式，同时涵盖所有与食品相关的子行业，例如土地利用变化以及农场大门以外的活动。
目前的方法依赖稀疏的数据，并对许多关键因素进行简化处理，例如农田管理产生的排放。它们未能一致地处理不同子行业，也无法计算许多特定商品的生产排放。
为填补这些空白，我们开发了一个综合框架，结合了建模和多种数据库。它使我们能够估算植物性和动物性人类食品的生产与消费所产生的二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等温室气体的年均全球排放量。目前，我们的研究涵盖2007至2013年。以下是使用这些年份平均数据得出的部分洞察。
粮食生产产生的温室气体
我们考虑了植物性和动物性食品生产排放的四个主要子行业。总体而言，我们计算出食品系统每年排放的二氧化碳约相当于173亿公吨（17.318太克）。
土地利用变化（为农场和牧场砍伐森林，减少了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%。另有38%来自农田管理活动，例如翻耕土地（减少土壤碳储存）以及使用氮肥处理作物。农民还燃烧大量化石燃料，为拖拉机和收割机提供动力。
畜牧业产生的温室气体占粮食生产排放的21%。其中包括放牧动物排出的甲烷，以及牲畜粪便释放的甲烷和一氧化二氮。其余11%来自农场大门以外发生的活动，例如化肥和农药的开采、生产和运输，以及食品加工中的能源使用。
动物性食物与植物性食物：哪类产生的温室气体排放最多？
我们的框架可以比较不同食品和食品生产地区对地球气候的影响。
在动物性食品中，牛肉是气候变化的最大贡献者。它占食品排放总量的25%，其次是牛奶（8%）和猪肉（7%）。
在植物性食品中，水稻是最大的贡献者，占食品行业温室气体排放总量的12%，其次是小麦（5%）和甘蔗（2%）。水稻之所以突出，是因为它可以在水中生长，因此许多农民会淹灌田地以消灭杂草，这为某些产生甲烷的细菌创造了理想条件。
这有助于解释为何南亚和东南亚按地区划分的粮食生产相关排放量最高，占全球总量的23%。该地区是唯一植物性食品排放量高于动物性食品排放量的地区。南美洲排放量位居第二，占20%，且动物性食品排放量最大，这反映出该地区畜牧业占主导地位。
就个别国家而言，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%。动物性食品生产排放量领先的国家为中国（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，饲养动物性食品所需的土地是生产植物性食品的六倍。
据我们估算，全球人类用于粮食生产的土地达1800万平方英里（46亿公顷），约占地球陆地总面积的31%（不包括冰雪覆盖的区域）。其中，30%为耕地，70%为各类放牧用地。
从这些土地的管理方式来看，我们估计，全部农业用地中有13%用于生产植物性食品。其余77%用于生产动物性食品，包括种植饲料作物的耕地和放牧用地。剩余10%用于生产其他产品，例如棉花、橡胶和烟草。
我们的研究采用统一框架，全面估算粮食生产和消费产生的温室气体排放，涵盖所有与食品相关的子行业，适用于地方、国家、地区和全球各个尺度。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，以及不同地点排放最高的子行业。
基于这些结果，政府、研究人员和个人可以采取行动，减少不同地区高排放食品商品的排放。正如联合国领导人所指出的，在气候变暖的世界里，使粮食生产更加气候友好，对于减少饥饿至关重要。
