Nat. Food丨提高粮食系统生产效率是中国实现2060年碳中和目标的关键

论文内容

研究背景：

具有碳捕获和储存功能的生物能源对于实现《巴黎协定》设定的雄心勃勃的气候减缓目标至关重要。然而，为应对气候变化而大规模部署生物能源引发了多种可持续性问题，包括粮食危机、水资源短缺、温室气体排放和生物多样性衰退。由于中国是全球最大的温室气体排放国，也是全球气候治理的主要贡献者，证明其在2060年前实现碳中和目标的可行性，对其他面临能源和粮食需求不断增长的新兴经济体来说是非常宝贵的。中国以仅占全球7%的耕地养活了世界20%的人口，这在很大程度上依赖于其持续推进的农业集约化。然而，从1978年到2020年，国内粮食产量增长120%，导致化肥消费量增长494%。此外，尽管粮食浪费和损失达30%，但产量差距仍然很大，而向更多动物密集型饮食的转变增加了对环境和人类健康的不利影响。尽管中国三大主要农作物（小麦、水稻和玉米）的自给率（SSR）红线至今仍维持在95%，但许多其他农产品仍需进口，如大豆、反刍动物肉和乳制品，一定程度上给中国的贸易伙伴带来了环境压力。因此，鉴于中国有限的可耕地和不断增长的粮食需求，解读基于土地的可持续发展目标(SDG)的潜在风险和大规模应用生物能源的缓解潜力至关重要。大多数全球综合评估都侧重于通过各种措施减少大规模生物能源对土地的压力，包括提高农业生产效率、减少动物产品消费和减少粮食损失和浪费。然而，此类全球化评估中的假设可能不适合当地情况。相比之下，国家一级的研究通常涉及具体国家的粮食、贸易、资源和环境政策及其国内影响，但未能全面捕捉全球溢出效应，这涉及多维政策下的多个可持续性指标。

研究内容：

本文利用全球生物圈管理模型(GLOBIOM) -中国模型，采用自下而上的国家研究视角综合评估国内大规模生物能源生产如何在不对国内外产生不利影响的情况下与中国碳中和目标相结合，包括更现实的具体国家的粮食、贸易、资源和环境政策。我们假设所有的中国能源作物都来自国内的短周期能源种植园作为生物能源原料。我们考虑了对中国及其粮食贸易伙伴的五个可持续性影响，包括粮食安全、耕地和牧场扩张、温室气体排放、氮肥使用和农业灌溉用水。建立了一组情景:(1)基线情景——遵循中间路径，共享社会经济路径;(2)生物能源情景:在保持小麦、水稻和玉米SSR红线(95%)的同时，生物能源产量增加符合中国的碳中和目标;(3)在生物能源情景下，自由贸易情景取消SSR约束;(4)以自由贸易情景为基础的四种政策情景，通过微调补偿措施，使生物能源生产与更广泛的可持续性目标相协调——缩小作物产量差距(YieldUp)、将粮食损失和浪费减半(FoodLossDown)、转向更健康的饮食(diethehealth)，并结合三者。同时进行了综合敏感性分析，考虑了关键参数的未来替代方案。

研究结论：

到2060年，在坚持粮食自给率红线的情况下在国内生产生物能源将使中国人均每日卡路里摄入量降低8%，并使国内食品价格上涨23%。取消中国的粮食自给率限制可以显著缓解国内粮食困境，但存在将环境负担转移到其他国家的风险，而将减少粮食损失和浪费、转换推广更健康的饮食和缩小作物产量差距可以有效缓解这些外部影响。结果表明，同时实现碳中和、粮食安全和全球可持续性需要谨慎考虑这些措施的组合。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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