近日，《自然》（Nature）旗下期刊《自然 食物》（Nature Food）在线发表了我校资环学院崔振岭教授团队与美国宾夕法尼亚大学窦争霞教授团队合作完成的研究论文《食物废弃物作为资源降低农业食物系统中的气候和资源负担》（Food waste used as a resource can reduce climate and resource burdens in agrifood systems）。该研究揭示了将食物废弃物资源化利用可有效降低温室气体排放，并优化农业食物系统的资源利用，为探索循环可持续的农业食物系统提供了科学依据。
当前，全球农业食物系统已成为人为温室气体排放的主要来源之一，而食物损失和浪费问题尤为突出。据估计，由食物损失浪费引起的碳排放占农业食物系统碳排放的一半，其中超过30%的碳排放源于食物废弃物的终端处理，如填埋和露天堆放，特别是填埋过程中产生的甲烷是导致全球变暖的重要因素。除了加剧气候变化，食物浪费还对土地利用、水资源消耗和化肥使用等方面带来巨大负担。当前，世界范围内已有多个国家尝试推进食物废弃物资源化利用，但各国在政策、技术和实施力度上存在较大差异。因此，建立科学、可行的食物废弃物管理体系，推动全球向循环农业食物经济转型，已成为全球可持续发展目标的重要任务。
研究基于全球29个国家91项实地研究数据，系统评估了堆肥（AC）、厌氧消化（AD）和动物饲料再利用（Re-feed）三种资源化处理技术的碳减排和资源节约潜力。研究通过标准化系统边界和重抽样法，量化了不同处理技术在运营过程中产生的碳排放、产品的碳抵消效应及系统整体碳排放。结果发现，相较于填埋处理，三种回收处理技术均可显著减少温室气体排放。平均每处理1吨食物废弃物，可降低约1吨碳排放当量（图1）。
图1 AC、AD或Re-feed回收利用与填埋处理的碳排放比较
同时研究表明，如果广泛推广实施这些低碳处理技术，可显著降低农业食物系统的碳排放，并将在全球气候变化减缓方面发挥重要作用。以中国、美国和欧盟等主要农业经济体为例，若采用这些资源化利用方案取代当前填埋处理方式，可分别抵消约17%、10%和5%的农业系统碳排放（图2）。
图2 食物废弃物资源化处理方案降低农业食物系统碳排放
除碳减排外，将食物废弃物通过现代处理工艺升级转化为动物饲料，还可减少对玉米和大豆等饲料作物的依赖，从而大幅降低对土地、水和养分等农业资源的投入和消耗，进一步提升农业可持续性。例如，结果预估该策略在中国可以节省约3.0-4.8 Mha的耕地，相当于减少了5.8%-9.3%的玉米大豆种植面积，这些节约的土地可有助于降低对农产品进口的依赖，或可用于生产其他食物以提高粮食安全（表1）。
表1 食物废弃物资源化利用可规避的农业资源投入潜力
本研究为全球农业食物系统的可持续发展提供了参考，有助于推动食物废弃物管理从“线性模式”向“循环经济”转型，同时为各国政府制定食物废弃物管理政策提供了实证数据支持，并强调政策支持、公众参与和技术创新的重要性。未来，研究团队将继续深化国际合作，积极探索废弃物资源循环利用模式，助力农业绿色发展。
中国农业大学资环学院王映程博士后和营浩副教授为论文共同第一作者，资环学院崔振岭教授和宾夕法尼亚大学窦争霞教授为共同通讯作者。本研究由来自中国农业大学、浙江工商大学、美国宾夕法尼亚大学、明尼苏达大学和日本九州大学等多所国内外知名高校的研究人员联合完成，充分展现了国际合作在应对全球环境挑战中的关键作用。
