粮食生产是气候变化的一个重要因素，因此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，粮食系统产生的温室气体约占全球人为温室气体排放总量的35%。

如果将这一份额细分，以动物为基础的食品(肉类、家禽和奶制品，包括种植牲畜饲料和放牧用牧草)的生产占与食品系统相关的排放的57%。为人类消费种植植物性食物占29%。另外14%的农业排放来自未作为食品或饲料使用的产品，如棉花和橡胶。

我们是研究大气污染影响的大气科学家农业和其他人类活动关于地球的气候。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，这就是为什么转向以植物为基础的饮食被认为是遏制温室气体排放和气候变化的一个选择。

但为了量化这一转变的潜在影响，我们认为需要更好的工具来估算单个植物和动物食品的排放量，并提供更多关于如何计算排放量的细节，并涵盖所有与食品相关的子部门，如土地使用变化和农场大门之外的行动。

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。他们没有一致地对待不同的子行业，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框架，它结合了建模和各种数据库。它使我们能够估计每年因生产和消费植物和动物为基础的人类食物而产生的温室气体二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的全球平均排放量。目前，我们的研究涵盖了2007-2013年。以下是它利用代表这些年平均值的数据提供的一些见解。

饥饿和粮食不安全是紧迫的全球挑战。气候变化是一个促成因素。

粮食生产产生的温室气体

我们考虑了植物和动物食品生产排放的四个主要子部门。总的来说，我们计算出食品系统每年产生的二氧化碳排放量约为173亿吨。

土地利用的变化——为农场和牧场清除森林，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，如减少土壤碳储存的耕地，以及用氮肥处理作物。农民们也燃烧大量的化石燃料来驱动他们的拖拉机和收割机。

畜牧业产生的温室气体排放占食品生产的21%。它包括放牧动物喷出的甲烷，以及牲畜粪便释放的甲烷和一氧化二氮。其余11%来自农场大门以外的活动，如采矿、制造和运输化肥和农药，以及食品加工中的能源使用。

许多农业活动向大气中释放二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和一氧化二氮(N₂O)。有些将碳储存在植物和土壤中。CRS

哪些食品产生的温室气体最多？

我们的框架使我们能够比较粮食产品和粮食生产地区对地球气候的影响。

在动物性食品中，牛肉是造成气候变化的最大因素。它产生了总食物排放量的25%，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，其温室气体排放量占食品部门总排放量的12%，其次是小麦（5%）和甘蔗（2%）。水稻之所以突出，是因为它能在水中生长，所以许多农民用水淹田除草，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地区的粮食生产相关排放量最大，占全球总量的23%。该地区是唯一植物排放量大于动物排放量的地区。南美洲是第二大排放国，占20%，动物性食品的排放量也最大，这反映了那里牧场的主导地位。

在个别国家中，中国、印度和印度尼西亚的植物性食品生产排放最高，分别占全球与食品相关的温室气体排放的7%、4%和2%。动物性食品生产排放最多的国家是中国(8%)、巴西(6%)、美国(5%)和印度(4%)。

在爱荷华州的劳勒，将肥料注入农田作为肥料。粪便管理是牲畜温室气体排放的主要来源。美联社照片/查理Neibergall

粮食生产如何影响土地利用

我们的框架还表明，饲养动物性食物消耗的土地是生产植物性食物的六倍。

在世界范围内，我们估计人类正在使用1800万平方英里的土地来生产食物——约占地球陆地总面积的31%，不包括冰雪覆盖的地区。其中，30%是耕地，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物。剩下的77%被用于生产动物性食品，包括种植动物饲料的农田和放牧地。剩下的10%用于种植棉花、橡胶和烟草等其他产品。

我们的研究采用一致的框架，在地方、国家、区域和全球范围内，对食品生产和消费产生的温室气体排放量进行全面估算，涵盖所有与食品相关的子部门。它可以帮助决策者确定在气候变化中贡献最大份额的植物和动物食品商品，以及不同地区排放量最高的子部门。

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的排放。像联合国领导人表示在气候变暖的世界里，让粮食生产更加气候友好是减少饥饿的关键。

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