RESOUR CONSERV RECY丨从生产到贸易的中国水稻供应链温室气体排放

论文内容

研究背景：

由于不断增长的营养需求和激烈的资源竞争，粮食系统面临着巨大的挑战，绿色和稳定的供应链对于建设可持续粮食系统至关重要。粮食系统是人类生命、增长、发展和健康的基础支撑，然而它占全球人为温室气体排放总量的三分之一。粮食系统在生产、加工、分配、利用和浪费过程中的资源和环境影响是应对全球气候变化的关键，从而有系统地实现联合国可持续发展目标(SDGs)。因此，当务之急是以环境、经济和社会可持续的方式确保粮食和营养安全。沿着供应链构建可持续的粮食系统已成为一个与气候变化和人类健康相关的重要问题。

生产端的非二氧化碳排放，以及消费端的二氧化碳和非二氧化碳排放，都是缓解粮食系统气候变化的关键考虑因素。从农业生产到垃圾处理，食品供应链的每个环节都存在温室气体排放。生产是温室气体排放的主要来源，但并非唯一来源。特别是，能源使用、工业活动和废物处理在食品系统排放中占据着越来越重要的地位。粮农组织最近的研究表明，超过三分之一的粮食系统排放来自供应链的生产前和生产后阶段。因此，与供应链相关的因素可能超过农业生产和土地利用变化，成为粮食系统温室气体排放不断上升的主要驱动因素。

作为一种主要的主粮作物，水稻是减少粮食系统排放的一个重要分部门。中国是世界上最大的水稻种植国，有着丰富的种植历史，同时也是最大的大米消费国。然而，来自水稻生产的非二氧化碳排放对粮食系统的排放负有实质性责任。它们提供了9%的人为CH4排放和11%的N2O排放。值得注意的是，稻田碳储存的作用往往被CH4和N2O排放的增加所掩盖，各种农业措施，如施肥、免耕措施和秸秆还田，对排放的影响仍不确定。此外，在肥料使用、加工和家庭消费的推动下，水稻供应链的生产前和生产后阶段变得越来越突出。减少水稻供应链排放有利于建设可持续粮食体系，减缓气候变化。

近年来，有关粮食系统温室气体排放的研究取得了重大进展。在研究视角方面，一种是基于对温室气体排放的部门内视角，包括粮食生产及其农业分部门。另外则是采用横向视角，深入研究区域间转移。贸易促进了产品及其排放在不同地区的再分配，可能从高排放地区转移到低排放地区，从而导致排放转移和更高的排放量。第三种是基于垂直的跨部门视角的供应链。在研究方法上，许多研究采用了自下而上的方法，包括对食品系统排放的生命周期评价和排放入库评价。前一种方法构建了一个统一的建模框架，该框架包含了从原材料获取到报废阶段的整个生命周期。这适用于评估单个产品的环境影响。后一种方法在宏观经济研究中被广泛使用，它通过在库存中分离生命周期并确定排放因素。此外，基于生产和消费的研究需要描绘整个供应链。环境扩展的多区域投入-产出(MRIO)分析被证明对阐明供应链上的双边贸易中的排放很有价值。它可以通过捕获工业部门之间的经济关系来阐明环境排放与工业活动之间的关系。同时嵌入投入产出分析的混合生命周期方法也被广泛应用于食品系统排放。这些发现为促进低碳生产和更健康、更绿色的消费提供了宝贵的指导。

研究内容：

本研究旨在探讨以下三个问题。(1)从生产到贸易的整个水稻供应链中非二氧化碳排放的贡献有多高? (2)水稻供应链排放分布格局如何变化? (3)在区域间、部门间贸易中，水稻稳定生产和减排的关键路径是什么?本研究的重点是水稻供应链的排放，包括生产、消费和地区和部门之间的贸易。首先，利用IPCC排放清单和投入产出分析方法，计算了2000 - 2020年中国省级水稻供应链的温室气体排放(CH4、N2O和CO2)。在此基础上，系统描述了中国水稻供应链排放的结构、贡献因素和区域异质性，识别出区域间转移和部门间流动的关键排放路径。本研究的创新之处在于扩展了从供应链角度计算食品系统排放的应用。它提供了与水稻相关的子部门及其具体供应链环节的排放的详细细分，并描述了水稻供应链从生产到贸易的排放特征。本研究可为减少水稻供应链排放、构建可持续粮食体系提供重要参考。

Fig.1 本研究系统边界。

Fig.22000-2020年中国水稻种植时空变化。

Fig.3 2000-2020年水稻供应链温室气体排放结构。

Fig.4 2000-2020年生产端的温室气体排放量

Fig.5 2000-2020年省级典型水稻生产阶段的温室气体排放量

Fig.6 区域间产品运输产生的温室气体排放

Fig.7 .温室气体排放的产生途径。

研究结论：

水稻供应链的温室气体排放主要集中在生产侧，水稻种植、氮肥生产和能源使用产生的非CO2温室气体是我国水稻供应链排放的主要贡献者，贡献率为78.56%。随着气候变化和种植结构调整，中国水稻生产能力不断增强，生产优势逐渐从MLYP(长江中下游平原)和NEP(东北平原)转移。在此驱动下，中国水稻供应链排放呈现出较好的下降趋势，水稻种植、农田氮素投入、氮肥生产、能源利用逐渐向NEP转移。MRLP和NEP作为水稻主产区，是减排的核心区域，其中农业及其下游相关部门是水稻供应链减排的核心。

区域间大米供需不平衡使其主要产区面临着排放转移的风险。MRLP以水稻自给和区域内转移为主，排放转移风险较低。NEP的排放转移风险较高。作为国内大米贸易优势较高的地区，NEP中的大米转移以长途运输为主，其中黑龙江、吉林两省是家庭消费排放的主要来源。在部门间流动方面，供应链上的排放主要发生在农业部门内部或同一区域内农业与下游部门之间，包括加工、批发和零售等部门。然而，周边地区的不同部门(如黑龙江省和吉林省的农业和加工部门之间的联系)也显示出更高的排放风险。

期刊信息

期刊：Resources Conservation & Recycling

影响因子（2022）：13.2

中科院分区：环境科学与生态学一区Top

转自：“农科学术圈”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！