地球与环境

蛋白质作为家畜碳足迹的统一度量

农业和畜牧业生产对温室气体排放和气候变化有重大影响。为了减少这些排放,一些环保组织提倡减少我们消耗的红肉的数量。加拿大农业和农业食品协会(AAFC)的James Dyer和Raymond Desjardins对减少红肉、肉类消费多样化和改变牛的饮食习惯可能对加拿大畜牧业产生的温室气体排放产生的影响很感兴趣。

农业生产对环境产生重大影响;无论是通过温室气体(GHG)的直接排放,间接通过土地使用。据估计,食品系统占2020年总温室气体排放量的37%,除非在全球农业系统对农业系统进行重大变化,该数字将增加30-40%。实际上,最近突出的研究呼吁将红肉消费量减少2050年。

这与医学专业人士减少红肉摄入的呼声不一致,因为高红肉制品的饮食已被证明会增加心血管疾病和一些癌症的风险。在饮食中减少或排除红肉还有许多其他的激励因素,包括宗教、社会经济和伦理方面。

加拿大机构正在调查减少畜牧业碳占地面积的方法。作为新兴医学关注的一部分,2019年加拿大食品指南建议在饮食中纳入更多样化的蛋白质来源,包括脉冲和豆类等非动物来源。这将导致加拿大人减少红肉消费。

考虑到人类饮食、土地利用和气候变化之间复杂的相互作用,人们对红肉食用量的潜在减少将如何影响加拿大牲畜的碳足迹知之甚少。

一个共同的分母
在加拿大,减少牲畜碳足迹的工作主要集中在五种主要商品上:牛肉、猪肉、奶制品、家禽和绵羊。然而,由于这些行业的产品和生产体系不同,很难直接比较它们的碳足迹,因此需要一个共同的分母。使用一种常见的食物成分,可食用蛋白质,是一种可以从每一种牲畜商品中得到的可比较的计量方法。2010年,加拿大农业和农业食品部门的James Dyer和Raymond Desjardins博士首次提出了这个想法,并创造了“温室气体蛋白质指标”这个术语。自2010年以来,这一温室气体蛋白质指标在加拿大进行了广泛的应用,在一些高质量的研究中,它被用于比较温室气体排放和来自牲畜的蛋白质。研究人员通过纳入不同类型牲畜的生命周期和使用加拿大特有的排放因子,使指数值尽可能可靠。因此,他们最近的研究得到了先前强有力的同行评议文献的支持。

温室气体蛋白质指标的一个潜在缺点是,它只考虑蛋白质,而不考虑脂肪和碳水化合物(也存在于肉类中),这意味着不容易考虑完整的营养状况。因此,Dyer和Desjardins指出温室气体蛋白质指标应该只是一系列指标中的一种。

如果消费者少吃红肉,多选择肉类,就能显著减少农业的温室气体排放。

牲畜和温室气体排放
已经存在许多方法来评估牲畜系统的温室气体排放。但是,它们往往是专门为某种牲畜、农业条件和计算假设而设计的,这意味着它们既不能进行比较,也不能适用于各种各样的情况。这一局限性使研究畜牧业之间的相互作用成为一项重大挑战。

通过使用温室气体蛋白质指标,戴尔和德斯贾丁斯得以调查减少红肉消费量对加拿大温室气体排放量的影响。

研究人员确定了需要生产的肉类数量,以满足目前的蛋白质消耗水平。然后,他们使用了九种不同的情景,考虑了牲畜类型、所需的生产系统以及为牲畜提供饲料所需的作物等因素。虽然只是一个模拟,而不是对真实数据的分析,结果预测了温室气体排放的总趋势,如果红肉消费量从现在的消费水平降低到医疗专业人员建议的最低摄入量(每年16公斤至28公斤的无骨肉,视肉的种类而定)。

图1:2001年,加拿大牛肉,牛奶,猪肉,肉鸡,鸡蛋和羊肉,鸡蛋,鸡蛋,鸡蛋,鸡蛋和羊肉,碳足迹。

他们的模拟假设需要在肉鸡,猪肉和肉鸡的当前蛋白质摄入量进行肉鸡生产中的重大扩张。在加拿大,这方面等同于每年满足390,000吨蛋白质的当前要求,导致21吨CO的温室气体排放量2e。

第二篇论文的结果表明,从反刍动物转向非反刍动物生产可能是在降低温室气体排放的情况下作为红肉消费的总体上的整体上的效力。戴尔,Desjardins及其同事表明,几种不同的生产情景,结合平均医学建议将红肉消费量减少约24%,将导致牲畜生产的温室气体排放量显着降低。

第一种生产方案,包括牛肉和猪肉的比例为50:50,以及谷物喂养的牛肉(目前的饲养场工业),可以减少加拿大农业的温室气体排放量约400万吨2e.将该方案修改为25:75牛肉和猪肉的比例,将使产量减少约9公吨2e.从牛肉和猪肉的分离中,作者得出结论,牛肉产业的总体减少,加上非反刍家畜(肉鸡和猪肉)的增加,将需要比医疗方案更大幅度地降低排放。另一种情况将草饲牛肉定义为屠宰牛,它们将继续被喂养牧草,直到被屠宰,而不是用饲料谷物喂养的屠宰牛。虽然这两种牛肉生产体系之间的差异对碳足迹估计有一定影响,但这只是反刍动物和非反刍动物肉类生产差异的一半。

此外,他们认为,用于养牛的多年生饲料常数饲料的大部分土地对于非反刍动物牲畜生产和基于谷物的饲料牛肉产生是多余的。该发现对于比较碳足迹计算具有深远的暗示。由于非反刍动物牲畜和饲养牛肉牛肉都可以产生与草喂养牛肉相同量的蛋白质,而没有像常年牧草的土地种植的土地,因此草蹄牛肉的额外土地不需要为年生或年度耕种常年作物,仍然可以通过涉及永久覆盖的任何其他非农业用地使用的土地来隔离。因此,螯合碳可以从这三种生产系统的比较碳足迹计算中折扣。

图2:两个边界条件设定了牲畜温室气体排放模拟的限值。一个较低的边界条件(小盒子)是基于限制牛肉和猪肉消费的医学建议红肉(RM)。上边界条件(较大的框)基于将总蛋白质消耗量(C)保持在2017年加拿大人从牛肉、猪肉和肉鸡中消耗的蛋白质量(Pn)的基础上。该边界条件要求扩大肉鸡消耗量。所有三种商品的蛋白质都表示为红肉的无骨重量(BW)当量。两个边界条件都适用于两对模拟。第一对假设牛肉和猪肉的比例为50:50。第二对假设是25:75分的牛肉和猪肉。在每对模拟中,有两种用于屠宰牛的饲料选择。尽管这两个方案都影响温室气体排放,但两个方案都不影响Pn或RM数量。

下一步
利用动物蛋白来比较农业排放,消费者可以很容易地了解他们的蛋白质消费对气候变化的影响。这些加拿大科学家的研究结果基本上量化了猪和家禽-牲畜系统的温室气体排放量比反刍家畜(如牛、绵羊和山羊)的温室气体排放量低多少。尽管牛的肠道甲烷排放量和生长繁殖速度比非反刍动物慢,但在多年生牧草上饲养牛可以隔离大气中的CO2作为土壤碳储存。戴尔和德斯贾尔丁将注意力转向土地利用,以帮助解决这一问题。

在他们的模拟中,染料和Desjardins使该土地用于多年生饲料可互换,这意味着它不完全用于生产红肉。但是未经改善的放牧土地不能互换,因为它只能用于放牧。考虑其他方式可以使用其他方式;例如,放牧动物真正需要多少低质量的土地,以及多少可以作为自然栖息地支持野生动物?

GHG-蛋白指标结果可以显示消费者,生产者红肉和多元化的肉类选择对温室气体排放的影响。

此外,也可以利用从牲畜生产(特别是牛肉)的降低的土地,以便为生物燃料作物(避免燃烧化石碳的能量作物),或可食用的谷物,脉冲和烹饪油。总体而言,牲畜物种不应被隔离地考虑,加拿大畜牧业必须被视为整体,而不是独立的企业。

从这项工作中产生了更多有趣的考虑,包括我们是否应该从饮食中完全减少肉类的问题。由于大多数植物蛋白质往往不能提供人体所需的全部九种必需氨基酸,因此蛋白质的质量和数量同样重要。这些必需氨基酸解释了为什么肉、蛋和奶制品,以及一些豆类和豆类,是如此受消费者欢迎的食物选择。

通过将蛋白质消耗作为边界条件将染色和Desjardins设置为更广泛的畜类人类需要消耗的问题,考虑到超出这种需求的土地作为资源的低效使用。如果不习惯后反刍动物牲畜,这片土地可以转换回其自然状态,鼓励生物多样性和进一步的碳封存。Dyer和Desjardins强调,如果加拿大人遵循健康和医生提供的红肉指南,那么牲畜生产也会减少温室气体排放量。但是,这依赖公众理解和实施指南。

他们认为仍然存在草喂养牛肉的地方,但生产者应考虑使用更多的饲料谷物来生产猪肉和鸡肉,进一步支持2019年加拿大食品指南关于蛋白质来源的多样化的建议。此外,GHG-蛋白指标可用于向消费者和生产者提供关于红肉消费对加拿大温室气体水平的影响。

最终,需要优化满足需求和分配给这些系统的土地所需的牲畜数量之间的平衡。这将为人类消费提供高质量的蛋白质,同时最大限度地减少温室气体排放对气候变化的贡献。GHG-蛋白指示器将是该优化过程中的强大工具。

个人反应

研究结果如何帮助将食品部门和消费者造成的气候变化降到最低?

这些发现表明,温室气体蛋白质指标作为报告牲畜产品碳足迹的共同分母具有潜在价值。加拿大食品零售商可以利用这一信息向消费者推广其多样化肉制品的可持续性。此外,牲畜生产者团体在评估其生产做法的影响时可以应用这些指标值。这项工作增加了可用于从领域到分支作出知情决定的知识体系。

这篇特写文章是经过研究团队的批准创建的特写。这是一个协作产品,由那些特色援助免费,全球发行。

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