应对中国粮食进口对全球环境造成的影响

《Resources, Conservation and Recycling》：Addressing global environmental consequences of China's grain imports

本研究基于WITCH-GLOBIOM和GAEZ模型，评估了中国不同粮食进口策略（维持现状、减排、耕地节约）对全球环境的净影响。结果表明：非水稻谷物进口可累计减少59.96-75.52 MtCO?eq碳排放，但需额外1.86-12.6 Mha耕地，加剧全球毁林风险；水稻进口则导致碳排放波动。建议差异化策略，平衡减排与耕地保护，为全球可持续发展提供依据。

　　

王健|李飞|王一斌

西北大学城市与环境科学学院，中国西安710127

摘要

制定粮食进口策略以减轻中国进口对全球环境的影响是未来几十年面临的重要可持续性挑战；然而，目前对于全球环境的净影响以及不同环境后果之间的权衡关注不足。因此，本研究采用WITCH-GLOBIOM和GAEZ模型评估了在不同进口策略（维持现状（KSQ）、减少温室气体（GHG）排放（GER）和旨在节约耕地（CLS）下中国未来粮食进口的净环境影响，并提出了一种可持续的进口策略。研究发现，中国的粮食进口量将在2035年达到峰值，约为2607万至1.608亿吨。与国内生产相比，不包括水稻的粮食进口预计在2021年至2050年间累计减少5996万至7552万吨二氧化碳当量的温室气体排放，而水稻进口将导致532万至5983万吨二氧化碳当量的增加。进口粮食将消耗比国内生产多出约186万至1260万公顷的耕地，这增加了全球森林砍伐和草地退化的风险。通过采用节约耕地的策略进口不包括水稻的粮食和减少水稻进口的温室气体排放策略，可以解决温室气体排放与耕地节约之间的权衡问题。增加国内水稻生产既能减轻对全球环境的压力，又能提高中国的粮食自给率。本研究旨在识别和比较不同的环境友好型进口模式，并在多种情景下提出更可持续的策略组合。

引言

全球农业贸易使人类能够利用不同地区在气候变化影响上的差异，并逐渐被视为一种潜在的气候变化适应机制（Janssens等人，2020年）。随着全球农业贸易的扩大，农业生产活动及其影响从进口国转移到了出口国（Schmitz等人，2012年；Pendrill等人，2019年）。农业生产与消费之间的空间分离带来了复杂的全球环境和社会后果（Escobar等人，2020年），包括温室气体排放、水资源压力和耕地扩张。农业系统，包括作物生产和动物生产，占人为温室气体排放的四分之一到三分之一（Vermeulen等人，2012年；Carlson等人，2017年）。大约17%的全球农业温室气体排放通过农业贸易在地区之间转移（Xu等人，2021年）。在某些农产品类别中，这一比例可能更高（Foong等人，2022年）。农业贸易的指数级增长加剧了出口国的环境压力（Caro等人，2014年；Lun等人，2021年；Roux等人，2021年），包括森林砍伐（Defries等人，2010年）、由于耕地扩张导致的生物多样性丧失（Zabel等人，2019年；Luo等人，2024年）以及温室气体排放（Du等人，2018年；Pendrill等人，2019年）。通过农业贸易，资源使用和环境影响被转移到生产国，这在一定程度上有助于减轻消费国的环境负担。因此，平衡全球农业贸易的环境影响——特别是如何合理调整进口策略以减轻全球环境压力——已成为全球气候变化政策中的一个关键问题。

中国是世界上农产品消费量最大的国家之一（Li等人，2020年）。随着中国对国际农业市场的依赖增加，关于中国粮食进口对全球环境影响的争论也日益激烈。2010年至2015年间，巴西的大豆出口产生了2.2346亿吨温室气体，其中一半以上被中国进口（Escobar等人，2020年）。2010年出口到中国的反刍动物产品的温室气体排放占新西兰整个畜牧业排放量的17%（Du等人，2018年）。到2050年，中国的虚拟农业用地进口将大幅增加（2100万公顷），导致全球森林砍伐的巨大排放（Zhao等人，2021年）。一些学者认为，中国的粮食进口也对国内环境产生了显著影响（Sun等人，2018年）。这些争议源于仅关注农业贸易对出口国或进口国的影响，而忽视了基于农业生产率差异的全球环境的净影响（Kastner等人，2021年）。如果农产品不从出口国进口，进口国仍需在国内生产，这也会加剧全球环境变化。考虑到资源利用效率的地区差异，国内生产可能比进口农产品造成更大的全球环境压力，有时甚至超过进口农产品的影响（Ali等人，2017年）。此外，在某些地区，温室气体排放与耕地扩张之间存在权衡，因为农业贸易的全球环境影响最为严重（Yao等人，2021年；Yuan等人，2023年）。例如，农业扩张通常伴随着温室气体排放的增加，而土地使用效率的提高虽然有助于减缓耕地扩张，但可能会加剧温室气体排放（Li等人，2025年）。这种权衡在不同地区的表现不同。例如，在一些热带和亚热带地区，温室气体排放与耕地扩张之间的权衡更为明显，可能影响全球环境的长期可持续性。研究结果表明，虽然全球农业贸易有助于减少对农业用地的总体需求，但贸易引起的对热带商品需求的增加对全球环境有负面影响（生物多样性丧失和碳储存下降）（Kastner等人，2021年）。这种加剧的影响在全球温室气体排放和土地利用变化的跨区域效应中尤为明显，展示了农业贸易对全球环境的深远影响。

农业贸易将植物性食品的5%的温室气体排放从进口国转移到出口国，这些排放主要来自水稻、小麦和玉米等粮食（Carlson等人，2017年；Xu等人，2021年）。在农业贸易中，中国的粮食（水稻、小麦、玉米和其他粮食）和油料作物（大豆、油棕和其他油籽）共同占交易产品虚拟用地的26%至35%和温室气体排放的45%至54%（Zheng等人，2022年）。尽管大豆进口占中国农业进口的很大比例，但其贸易伙伴仅限于美国和巴西等个别国家；而中国的粮食进口（占世界总粮食进口的7%）涉及更多国家和地区，其对全球环境的影响仅次于大豆（Ali等人，2017年）。同时，水稻生产的温室气体排放强度和土地使用需求与其他粮食（如小麦和玉米）有显著差异（Hong等人，2022年；Wang等人，2023年）。水稻生产通常具有高碳排放和高用水量的特点（Qiao等人，2023年）。研究表明，大约48%的全球农业甲烷排放来自水稻种植（Chen等人，2025b），其单位产量的用水量是小麦和玉米的2至3倍（Mekonnen，2011年）。这种环境影响的显著差异强调了在制定环境可持续进口策略时区分不同粮食类型的必要性。此外，小麦（8.3%）、玉米（6%）和水稻（2.3%）是中国饮食的主要组成部分，尤其是在传统中国饮食中，这些作物不可或缺。它们对进口的依赖将继续影响中国粮食贸易的环境影响。

预计在未来几十年内，随着食品需求的进一步增加，中国对粮食进口的依赖将持续增长（Ma等人，2019年）。如何制定未来的农业进口策略以减轻温室气体减排与耕地保护之间的权衡对于实现可持续发展目标至关重要。然而，目前的前瞻性分析要么仅关注出口国的国内压力而不考虑全球净影响（Zhao等人，2021年），要么忽视不同环境后果之间的权衡（Kastner等人，2021年），要么没有提出有效缓解这些权衡的未来进口策略（Du等人，2018年），或者仅考虑农业贸易的总体资源和环境效应，而忽视了不同粮食的环境影响（Lin等人，2023年）。这一局限性表明，当前的研究尚未充分和系统地分析全球农业贸易的净环境影响，特别是在考虑不同作物类型和地区差异方面。此外，许多研究未能提出有针对性的进口策略，忽视了环境影响的多样性和地区差异。因此，本研究基于WITCH-GLOBIOM模型在三种情景（CP、2°C和1.5°C）下进行，评估了中国粮食进口对全球环境预测的净影响，并比较了三种策略——维持现状（SKQ）、减少温室气体排放（GER）和旨在节约耕地（CLS）——导致的温室气体减排与耕地节约之间的权衡变化，旨在为中国粮食进口寻找可持续策略，填补了研究空白。与以往的研究不同，我们不仅考虑了农业贸易的总体影响，还提出了基于环境外部性的差异化粮食进口策略，为未来的农业政策制定提供了新的视角和基础。本研究的核心创新和贡献主要体现在两个方面：（i）在多情景框架下量化中国粮食进口的全球净环境影响，为理解贸易活动的真实环境成本提供了系统评估的基础；（ii）基于环境外部性特征提出差异化粮食进口策略，通过协调减排与耕地保护来减轻全球环境压力。

数据可用性

作物产量和收获面积、温室气体排放强度、耕地效率以及中国的粮食进口数据来自FAOSTAT（FAOSTAT，2020年）。在本研究中，我们将粮食分为两大类：水稻和不包括水稻的粮食（CER）。CER包括九种主要粮食作物，包括小麦、玉米、大麦、荞麦、小米、燕麦、藜麦和高粱。作物的温室气体排放强度基于FAOSTAT提供的农业碳排放数据库。

中国粮食进口的当前模式和环境后果

不包括水稻的粮食。 2020年，中国从21个国家进口了3256万吨不包括水稻的粮食（CER），占全球CER出口的8%（图1A）。中国大部分CER进口伙伴是农业生产温室气体排放强度较低的国家。48.2%的CER进口来自可持续国家（这些国家具有高耕地效率和低CER生产温室气体排放强度），38%来自效率低的国家（

中国粮食进口需求的驱动因素

中国的粮食进口需求由总人口、耕地面积和耕地效率等因素决定。预计未来几十年中国总人口将持续增加，食品需求也会进一步增加（OECD，2019年；Du等人，2020年）。中国的耕地面积将在2030年代达到峰值，这与总人口变化的趋势一致，在CP情景下，中国对进口的粮食依赖将保持在较低水平（3%）。这表明，如果没有

结论

本分析评估了中国粮食进口对全球环境的影响——特别是温室气体排放和耕地消耗——这是由于国家层面资源利用效率的差异造成的，并讨论了中国粮食进口的未来策略。研究发现，中国的粮食进口将减少全球温室气体排放，但可能会加剧全球耕地扩张。特别是对于水稻的进口，它不仅会增加耕地消耗，而且

作者贡献声明

王健：撰写——原始草稿、可视化、方法论。李飞：撰写——审阅与编辑、资金获取、正式分析。王一斌：验证、资源协调、数据管理。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢众多科学家开发了用于创建本研究中模拟的模型和工具。本研究是在国家自然科学基金（42571233）的支持下进行的。