高投入生产系统的生命周期评估（LCA），旨在实现原住民的粮食主权

《Cleaner and Responsible Consumption》：Life cycle assessment (LCA) of high-input production systems for achieving Indigenous food sovereignty.

　　科迪·J·瓦夫拉 | 珍·海曼 | 凯瑟琳·辛普森 | 格伦·里奇 | 奥布斯特·塞拉斯梅 | 布伦丹·凯利
俄克拉荷马州帕胡斯卡市米德兰街102号，奥斯AGE部落自然资源部，邮编74056，美国

**摘要**
美洲原住民从其祖先土地上被驱逐，这扰乱了他们的传统食物获取方式，最终导致了食物安全问题。COVID-19大流行加剧了许多美洲原住民持续存在的粮食供应问题。利用《冠状病毒援助、救济和经济安全法案》（CARES Act）提供的联邦资金，奥斯AGE部落通过采用高投入的蔬菜生产系统（如温室、水培和鱼菜共生系统）来重新建立其食物安全与主权网络。同时，该部落也努力遵守宪法中规定的环境要求，以减轻这些生产系统所带来的环境负担。本研究进行了生命周期评估（LCA），以了解和衡量这四种系统在其生命周期初期所需投入对其环境的潜在影响。LCA结果显示，对环境影响最大的因素包括能源消耗、杀虫剂使用、化肥使用、聚苯乙烯泡沫和塑料。通过LCA分析，奥斯AGE部落能够开发出更加平衡的生产方法，既兼顾文化遗产和食物保障，又符合环境可持续性的要求。这项研究是为实现原住民食物主权与尊重其对土地的祖先联系的可持续农业实践之间协调迈出的第一步。

**1.0 引言**
全球粮食系统正面临诸多挑战，如气候变化、资源枯竭、生物多样性丧失和社会不平等（Oteros-Rozas等人，2019；Rukikaire & Pitsilidi，2021；Shukla等人，2019；Foley等人，2011）。对于原住民社区而言，这些挑战尤为严重，因为他们的粮食系统在COVID-19大流行后受到了巨大影响（Swiderska等人，2022；Tak等人，2025）。饮食从传统自给食物转向进口产品增加了环境负担（Ziegler等人，2021）。尽管工业实践常被视为解决食物安全问题的方法，但它们可能与可持续性相冲突，排斥原住民主治，并削弱传统知识。本研究应用LCA评估了Wahzhazhe（奥斯AGE）部落开发的粮食生产系统的环境影响，为原住民食物主权努力提供了见解。

奥斯AGE部落是一个拥有自治权和自决权的独立主权国家，包括管理人民、保护文化遗产、土地和资源的权力。其主权地位早于美国的建立，至今仍是一个独立、自治的原住民民族。奥斯AGE部落的主权包括以符合其文化和历史信仰的方式提供、管理和治理食物的权利（Osage，2006）。“Osage”这一名称由殖民者命名，并自1673年起被正式认可，但实际上该部落更倾向于使用Wahzhazhe这一名称（Burns，2003，2004）。目前，奥斯AGE部落接受使用的名称和拼写形式为Wahzhazhe（La Flesche，1932；Osage，2022；Quintero，2014）。

**1.1 食物安全**
食物安全是指人们无法持续获得维持积极健康生活方式所需的食物（Bhakar等人，2021；FAO等人，2022）。其影响因素包括自然灾害、政治冲突、气候变化和社会不平等以及其他社会经济问题（Panghal等人，2022）。在美国，食物安全率为10.4%，而在俄克拉荷马州则高达13.8%（Coleman-Jensen等人，2020，2021），其中美洲原住民人口的比例更高。COVID-19大流行进一步加剧了全球和美国的食品安全问题（Panghal等人，2022；Swinnen & McDermott，2020），使美国家庭的食物安全状况恶化（Schanzenbach & Pitts，2020）。自保留地设立以来，美洲原住民就长期面临食物安全问题（NAFSI，1980），疫情前已有四分之一的人口无法获得足够的食物（Coleman-Jensen等人，2021；Jernigan等人，2017）。Wahzhazhe部落的许多地区被归类为“食物沙漠”，当地超市很少提供政府营养援助（ERS，2020）。疫情期间，美洲原住民的食物安全状况显著恶化，尤其是在农村和服务不足的社区（Stanger-McLaughlin等人，2021；Kinsey等人，2020；Siddiqi等人，2021）。

**1.2 食物主权**
食物主权是指社区有权以尊重文化认同和传统实践的方式治理、生产、分配和消费食物（联合国农业组织，2013；FAO，2005；Wittman & Blesh，2017）。对于原住民社区而言，这意味着管理自然资源、维护传统食物系统以及支持长期社区健康（Anderson & Chan，2021；Francis，2012；NAFSI，1980）。历史上，原住民社区常被边缘化，不得不依赖商品化食品系统（Chino等人，2009；Francis，2012）。这些系统引入了高加工、保质期长的食品，含有大量饱和脂肪和卡路里，而缺乏具有文化意义的食物，从而导致长期的健康问题（Chino等人，2009；Francis，2012；Ray等人，2019）。高投入农业系统在原住民食物主权中的作用尚未得到充分理解（Ray等人，2019；Stanger-McLaughlin等人，2021）。联邦政府的COVID-19应对资金使Wahzhazhe部落能够通过高投入生产系统（如温室、水培和鱼菜共生系统）扩展食物主权计划（Lovell等人，2021）。虽然这些系统改善了食物获取情况，但在将其生产方法与原住民文化价值观和环境要求相结合方面也存在挑战。

**1.3 生命周期评估（LCA）**
LCA是一种系统化的方法，用于量化产品或服务在其生命周期各阶段的环境影响（Clark & Tilman，2017；Cucurachi等人，2019；Weyrens等人，2022）。LCA在农业系统中广泛应用，以识别环境热点并支持更可持续的生产方式（Bartzas等人，2015；Bessou等人，2012；Borghino等人，2021；Chen等人，2020；Foteinis & Chatzisymeon，2016；Greenfeld等人，2022；Torres Pineda等人，2021b；Mu?oz-Liesa等人，2021；Mousavi等人，2023；Zhen等人，2020）。然而，关于原住民食物系统的LCA研究较少，仅有一些案例，例如墨西哥恰帕斯的咖啡生产和格陵兰的肉类生产（Calvillo-Arriola & Sotelo-Navarro，2024；Ziegler等人，2021）。此外，库存数据的差异性限制了不同农业LCA研究之间的可比性（Torres Pineda等人，2021b）。这些局限性凸显了需要基于当地生产系统和治理结构进行具体分析的必要性。

在COVID-19危机期间，Wahzhazhe部落采用了高投入的粮食生产系统以支持食物安全并实现长期食物主权。然而，其宪法要求在行政决策中考虑环境因素，同时保持原住民文化（Hayman等人，2018；Osage，2006，2020）。本研究利用LCA量化这些系统的环境影响，并将其与传统方法进行对比，认识到LCA虽然源于非原住民知识体系，但在评估环境权衡时仍是一种有用的工具。本研究的数据和LCA结果有助于理解Wahzhazhe部落发展具有文化意义的粮食生产系统所带来的潜在环境影响。通过将环境绩效与食物系统治理明确联系起来，本研究表明，如果不考虑谁控制食物生产决策、出于何种目的以及这些治理结构如何塑造可接受的环境权衡，就无法全面评估可持续食物生产。

**2.0 材料与方法**
**2.1 目标与范围**
Harvest Land农场位于俄克拉荷马州帕胡斯卡的奥斯AGE部落保留地（Patel，2009）。该农场毗邻Bird Creek，周围是住宅区。Harvest Land的独特之处在于它将高投入农业系统与现代Wahzhazhe的信仰和生产实践相结合。当地气候条件多变，冬季平均温度在5.9-8.2°C之间，夏季则在21-22°C之间，有时甚至超过38°C（NWS，2023；Singh等人，2023；Survey，2010）。室外生长季节平均为7.4个月，从3月中旬持续到10月（Survey，2010）。该地区年降水量约为1,025-1,258毫米，降雪量约为203毫米（NWS，2023；Singh等人，2023；Survey，2010）。

本LCA研究了四种农业生产系统（鱼菜共生、水培、传统温室和露天种植）中生菜的生产过程（Forchino等人）。研究重点在于评估符合Wahzhazhe部落营养需求且符合其宪法环境要求的文化意义显著的食物生产方式的环境影响（Osage，2006）。本研究有意偏离传统的基于产量和市场导向的LCA方法，将功能单位定义为满足30天推荐蔬菜摄入量的营养充足性，而非单纯的质量或经济产出。功能单位是指为一名成人提供美国农业部推荐的蔬菜量（75杯或6.75公斤）。在所研究的四种系统中，可能同时种植不同种类的蔬菜。选择生菜作为研究对象是为了在各系统之间进行准确比较，因为并非所有蔬菜都适合所有农业生产系统。假设美国农业部推荐的每人每日蔬菜摄入量为2.5杯当量，而绿叶生菜的2.5杯当量重量为0.09公斤，因此需要6.75公斤生菜才能满足30天的需求（Gov，2020；Lee等人，2022）。该功能单位用于跨生产类型进行比较。

奥斯AGE部落的Harvest Land农场采用从农场到餐桌的模式来满足居民的饮食需求，因此系统范围包括建立农业生产系统所需的所有初始投入（包括繁殖、种植、施肥和收获等阶段，见图1）。在水培、水培和传统温室系统的分析中未考虑建筑物的建设和维护成本。使用耐久性强的材料可以减少这些系统及其基础设施对环境的影响（Torrellas等人，2012）。

本LCA的研究对象是Harvest Land农场，采用了从原料提取到最终产品收获的整个流程。采用从摇篮到大门（cradle-to-gate）的评估框架，涵盖了投入材料（如化肥、塑料和能源）的提取和生产，直至生菜的收获。下游过程（如分配、消费和废弃）被排除在外。此外，基础设施的建设和维护成本也未计入分析范围（如上所述）。

**2.2 鱼菜共生系统**
鱼菜共生系统设在一个557平方米?温控仓库内。该系统是一个耦合型系统，包含约75,708升水，两个深水筏，可根据植物种类每40-60天生产5,184株绿叶蔬菜。系统中还包括六个活介质床，但在本研究开始时尚未安装。根据植物种类不同，该系统最多可容纳500条鱼。该系统也可用于生产其他绿叶蔬菜，如香草和羽衣甘蓝。这是一种无土栽培系统，植物使用岩棉生长，无需添加化学肥料，因为鱼类的排泄物即可提供植物生长所需的养分。

**2.3 水培系统**
水培系统位于一个1,858平方米的温控温室中。这是一个非循环系统，任何时候最多可支持882株生菜的生长。该系统还可用于种植番茄、茄子、黄瓜和草莓等蔬菜，属于无土栽培方式，植物在珍珠岩中生长，并添加合成肥料。这些植物种植在Bato桶中（CropKing，洛迪，俄亥俄州，美国），并通过滴灌器施肥。传统的温室生产系统覆盖了剩余的1,858平方米面积。植物生长在混合土壤中，并通过水溶性和缓释肥料获得养分。与传统系统不同，这种系统不受系统规模的限制，可以生产超过882株生菜，但每株植物所需的投入更大。较大的植物，如番茄、茄子和辣椒，则种植在更大的容器中（>26.5升）。这些大容器放置在场地的地面上，手动灌溉和施肥。户外种植（传统生产）面积约为4.05公顷。该地区的土壤类型为淤泥粘壤土，容易积水且排水不良。气候变化较大，年平均降雨量为1,016毫米至1,245毫米。种植工作在季节开始时进行，并在生长过程中根据需要手动添加改良剂。整个种植季节，杂草控制和害虫控制都是手工完成的。在生长季节根据需要手动添加水溶性和缓释肥料等改良剂。及时的降雨减少了灌溉的需求，但在初夏时仍对生菜进行了灌溉。平均生长周期约为7.4个月，这使得能够种植长季蔬菜品种并确保种植季节内生菜的稳定供应。

2.2. 固产分析
Osage Nation的Harvest Land上的运营活动产生了材料、能源投入和产出数据。Harvest Land在2021年2月全面投入运营。大多数材料和用品是在生产前采购的，其余部分是在蔬菜生产初期购买的。在两年期间，尝试了从部落成员那里获得的本地品种、传统品种和商业品种，以确定它们是否符合种植系统的要求、气候条件和技术规格。收集了产量数据，用于优化每种蔬菜所需的生产材料、化学品和用品。选定的功能单元（即用于蔬菜生产的材料、化学品和用品）按每株植物的用量计算，然后除以平均每株植物的产量，再乘以参考流量（公式1）。这里的参考流量是指满足30天供应量所需的生菜数量。

1) 温室和水培系统位于同一栋建筑内，共享三种资源：天然气、电力和市政用水。根据我们的估算和温室管理平台提供的数据，50%的电力和天然气用于温室系统。温室用水量通过减去水培系统的用水量来确定。水培系统的用水量取决于每天通过计量滴灌器灌溉的时间以及系统中的滴灌器数量。

生命周期清单数据（例如肥料生产、电力生成）来自ecoinvent 3.3和USLCI（美国生命周期清单数据库）。用于建模的清单列表见附录A，缩放后的投入和产出数据见表1。

表1. 基于美国农业部推荐的30天蔬菜供应量的缩放投入和产出

温室
水培
鱼菜共生
传统

投入
硝酸钙（千克）0.150
硝酸钾（千克）0.070
DTPA螯合铁（千克）0.0018
硫酸镁（千克）0.034
硫酸钾（千克）0.079
磷酸一钾（千克）0.037
珍珠岩（千克）0.1048
岩棉（千克）0.0018
HDPE塑料（千克）1.43
聚苯乙烯浮盘（千克）0.0015
肥料（千克）9.43
杀菌剂（毫升）1.20
杀虫剂（毫升）8.40
水（升）21.6
电力（千瓦时）524.78
天然气（立方米）0.20
30.31

产出
生菜（千克）6.75
6.75
6.75
6.75

USLCI数据库提供了美国产品生产的当前能源和材料流动的详细记录（NREL, 2012; Weyrens et al., 2022）。ecoinvent 3.3是一个国际数据库，提供详细的生命周期清单数据和产品环境信息（Wernet et al., 2016）。

2.2.1. 分配、时间范围和材料使用假设
本生命周期评估涉及具有共享基础设施、多种潜在产出和不同服务寿命的材料的生产系统。为了确保透明度和可重复性，所有系统均一致应用了以下分配规则和时间假设：

**多产出系统的分配**
鱼菜共生系统同时生产植物生物量和鱼类；然而，在本研究期间，鱼类捕捞不规律，未纳入食品分配计划，也未以适合功能单位统计的方式量化。因此，鱼类、鱼类饲料投入和鱼类产出被排除在分析之外，所有材料和能源投入均归因于生菜生产。这与水产养殖中常用的经济分配方法一致（Jaeger et al., 2019; Hollmann, 2017），因为在研究期间鱼类生产没有带来显著收入。这种保守的分配假设可能会高估未来鱼类生产优化情况下鱼菜共生系统对环境的影响。

对于共享同一气候控制结构的温室和水培系统，电力和天然气投入按50:50的比例分配。这种分配反映了两者相同的占地面积、共享的环境控制基础设施以及可用设施能源监控数据的局限性。市政用水量根据系统特定的用水需求分配，水培系统的用水量通过计量滴灌率计算并从中扣除。

**时间范围和生产周期**
生菜生产周期基于一个代表性的周期进行建模。根据Harvest Land的运营记录，所有受控环境系统的生菜生产周期假设为45天。结果根据每株植物和每个系统的实际产量缩放到30天推荐的蔬菜供应量（6.75千克）。季节性变化和淡季生产限制未在模型中明确体现，但在讨论中进行了定性分析。

**材料寿命和再利用假设**
可消耗的投入物（如肥料、农药、生长介质（例如岩棉）和水）被视为每个生产周期使用一次。耐用品（包括水培Bato桶、鱼菜共生浮盘和塑料托盘）假设使用寿命为五年，这与制造商规格和先前受控环境农业生命周期评估中的常见假设一致（Barbosa et al., 2015; Chen et al., 2020）。这些材料的相关环境影响在其预期使用寿命内被年度化，并分配到相应的生产周期。尽管这些材料可以多次重复使用，但其制造过程会在相对较短的时间内产生排放。这种方法符合以中期为重点的生命周期影响评估惯例。

这些假设与之前的温室、水培和鱼菜共生系统的生命周期评估一致，并在讨论中进行了关键评估，以考虑它们对结果的影响（Barbosa et al., 2015; Chen et al., 2020; Forchino et al., 2017）。

2.3. 影响评估
影响评估使用了EPA TRACI 2.1 (V1.05)（化学品和其他环境影响的减少与评估工具）生命周期影响评估方法，在SimaPro (V9.1.1.7)（PRé Sustainability, 阿默斯福特，荷兰）中进行。选择TRACI 2.1方法是因为它适用于北美地区的具体情况。TRACI提供了针对美国条件的特色因素，包括排放、能源系统和环境敏感性。

**分析中包含的影响类别**
根据Wahzhazhe的宪法，本研究包括了以下影响类别：
A) 臭氧层消耗潜力 (ODP)
B) 全球变暖潜力 (GWP)
C) 淡水富营养化潜力 (EP)
D) 生态毒性潜力 (ETP)
E) 非生物资源消耗（化石燃料）(ADP)

臭氧层消耗和全球变暖是重要的全球性问题，不仅影响我们的研究区域，也影响每一个本地和非本地物种。考虑到这一点，测量蔬菜生产对臭氧层消耗和全球变暖的影响有助于尊重生态系统在Wahzhazhe文化中的重要作用。这也确保了蔬菜生产系统不会对生态系统造成重大威胁，也不会阻碍其他人追求同样的食物安全目标。

淡水系统的富营养化和生态毒性问题不仅在研究地点附近，而且在全球范围内日益严重。农业生产系统靠近水体和野生栖息地，可能会污染下游的其他水体、居民社区和野生栖息地。原住民族目前正在为部落保留地的水资源权利而斗争（Osage, 2022）。了解富营养化潜力对于调节水体和保护生态系统免受营养物质过剩的影响至关重要。我们依赖环境中的各种生物来获取食物、住所和衣物。在传统食物系统中，非驯化物种（如野牛）会受到农业生产系统有毒排放的影响。了解高投入系统的生态毒性对于评估我们的食物供应的影响也非常重要。

从全球范围来看，化石燃料的燃烧是全球变暖的主要原因，也是二氧化碳排放的最大来源（Bergquist et al., 2022; Lelieveld et al., 2019）。俄克拉荷马州是化石燃料的主要消费和生产地，了解高投入农业生产系统的化石燃料消耗量至关重要（U.S EIA, 2023）。人们对俄克拉荷马州的高投入农业生产系统越来越感兴趣（Sofis et al., 2023）。用于农业生产系统的化石燃料种类多样，具体取决于所生产的作物（Canning et al., 2017）。随着人口增长和城市化进程加快，可耕地减少，高投入农业生产系统的使用将继续增加。了解高投入农业生产系统中使用的化石燃料量有助于评估化石燃料的消耗速率和二氧化碳排放量，从而判断系统的可持续性。

3.0. 结果
**总影响**
传统生产系统的总影响在所有影响类别中最低，其次是鱼菜共生系统，然后是水培系统（表2，图2）。户外种植区域受季节性影响，无法持续供应特定蔬菜。该系统还依赖手工劳动进行栽培和管理，包括除草、害虫控制和土壤改良。传统生产作为其他高投入系统的基准（表S1提供了按每公斤生菜标准化的结果）。

表2. 四种农业生产系统30天蔬菜供应量（即6.75千克生菜）的环境影响。颜色阴影突出显示了每种生产系统在每个影响类别中的潜在总影响（红色=最高；黄色=中等；绿色=最低）。星号(*)表示每种生产系统中在该类别中影响最大的投入。

**温室生产系统的环境影响最大**
温室生产系统在所有影响类别中的潜在影响最大。鱼菜共生系统中缺乏主动的环境冷却系统，降低了该系统的总体影响。虽然各生产系统的总环境影响排名不变，但具体影响指标不同，导致各系统的贡献程度有所不同。温室生产系统是臭氧层消耗的最大潜在贡献者，30天蔬菜供应量产生的CFC-11当量为2.22E-5千克。这比水培系统的2.85E-06千克CFC-11当量高出1.94E-5千克。鱼菜共生系统的排放量为6.35E-08千克CFC-11当量，传统生产系统为9.70E-10千克CFC-11当量。

温室生产系统的全球变暖潜力为455千克二氧化碳当量，远高于水培系统（表2）。由于传统生产系统的投入较低，其全球变暖潜力影响低四个数量级。温室生产系统的富营养化潜力最大，30天蔬菜供应量产生的氮当量为1.34千克。水培系统产生的氮当量为0.94千克。这是关于不同农业生产系统环境影响的分析报告。报告首先介绍了每种系统的特点，然后比较了它们在营养富集潜力、生态毒性以及化石燃料消耗等方面的差异。最后，提出了改进这些系统以减少环境影响的建议。

### 1. 温室生产系统
- **营养富集潜力**：温室生产系统的营养富集潜力最高，其次是水培系统，而鱼菜共生系统最低。
- **生态毒性**：温室生产的生态毒性最高，为1,070 CTUe（生态毒性单位），而水培系统和鱼菜共生系统的生态毒性相对较低。
- **化石燃料消耗**：温室系统的化石燃料消耗为846 MJ，比水培系统高5%。
- **系统投入**：温室生产系统需要电力、天然气、化肥、塑料盆等资源，其中化肥和塑料盆是特有的投入。

### 2. 水培系统
- **营养富集潜力**：水培系统的营养富集潜力低于鱼菜共生系统，但高于温室系统。
- **生态毒性**：水培系统的生态毒性为578 CTUe。
- **化石燃料消耗**：水培系统的化石燃料消耗比温室系统低99%。
- **系统投入**：水培系统主要依赖电力和天然气的消耗。

### 3. 鱼菜共生系统
- **营养富集潜力**：鱼菜共生系统的营养富集潜力最低，仅是温室系统的三分之一。
- **生态毒性**：鱼菜共生系统的生态毒性为6.88 CTUe。
- **化石燃料消耗**：鱼菜共生系统的化石燃料消耗远低于温室系统。
- **系统投入**：鱼菜共生系统需要电力、鱼饲料、鱼池建设等资源。

### 4. 方法论考虑
- **数据来源**：报告基于多项研究数据进行比较和分析。
- **系统投入**：不同系统之间的投入差异影响了环境影响的评估结果。

### 5. 结论与建议
- **温室生产系统**：尽管温室生产系统的产量较高，但其环境负担较重，主要源于能源消耗和化肥使用。
- **水培系统**：通过优化材料和运营方式，可以降低水培系统的影响。
- **鱼菜共生系统**：鱼菜共生系统在环境友好性方面表现最佳，但需要进一步改进材料使用和运营策略。

总体上，鱼菜共生系统在环境友好性方面具有显著优势，但各系统仍需根据具体条件进行优化改进，以实现更可持续的生产方式。虽然不同的分配方案可能会影响绝对影响值，但它们不太可能改变本研究中观察到的系统的相对排名。材料使用和时间假设也会影响结果。耐用部件按照预期使用寿命进行了年化处理，而消耗品则被视为每个生产周期使用一次，这与以中间点为导向的生命周期评估（LCA）实践一致。这项分析反映了系统建立过程中的早期运行条件。未来作物组合的变化、害虫压力或系统优化可能会改变产量和投入需求。在这方面，前瞻性（事前）LCA方法（例如，在水产养殖和受控环境农业中用于评估实施前的系统设计修改的方法，参见Cooney等人，2021年；R?der等人，2022年）可以支持替代分配策略、能源配置或材料替代的情景建模。虽然本研究提供了对观察到的系统表现的归因评估，但它建立了一个基准，可以为未来的系统改进事前建模提供信息。总的来说，这些考虑表明，尽管绝对影响大小取决于分配和时间假设，但主要影响驱动因素的识别仍然稳定，尤其是在高投入系统中，电力使用和农业化学品投入尤为明显。按每公斤生菜计算的结果（表S1）显示出系统的排名一致，表明对功能单位的选择具有鲁棒性。尽管本研究关注的是Wahzhazhe Nation背景下生菜生产的环境影响，但其更广泛的含义为未来的研究指明了几个方向。将分析扩展到包括社会生命周期评估（S-LCA）可以捕捉与劳动力、社区健康和治理相关的结果，从而更全面地理解原住民食物系统的可持续性。未来的研究还可以评估更广泛的蔬菜和作物，以评估作物选择如何影响环境和社会结果。此外，将这一框架应用于其他原住民国家或文化特性不同的社区，可以揭示特定背景下的权衡，并为食物主权和弹性生产提供比较策略。最后，将前瞻性（事前）LCA方法与环境和社会指标相结合，将支持基于情景的规划，以优化系统设计、能源使用和材料投入，同时符合文化定义的优先事项。

5.0 结论

原住民文化正在重新获得他们的食物主权。消费者也越来越关注本地种植和采购的食品。在此基础上，消费者开始了解他们的食物是在哪里以及如何生产的。在原住民族和其他原住民社区中，从自然和其他原住民那里获取食物是他们文化的一部分。重要的是，这些结果表明，通过LCA识别出的环境热点并不自动意味着主权食物系统中的失败，而是突出了必须权衡环境影响与食物获取、文化连续性和治理优先事项的决策点。

“食物是药物，是生态系统不可或缺的一部分”这一信念深深植根于Wahzhazhe文化之中。本研究考虑的现代农业生产设施对于解决粮食安全问题是必要的，但这些技术并不是与Wahzhazhe文化同步发展的。研究表明，应该有可能以更符合传统信仰的方式管理高投入生产。在四个系统中（不包括传统系统），对环境影响最大的因素是电力使用和杀虫剂。

Osage Nation已经制定了应对可再生能源需求的计划。他们购买了用于建设太阳能场的设备，以抵消部分系统电力消耗。虽然Osage Nation拥有大量的原油和天然气储备，但其他原住民族正在进行可行性研究，以确定太阳能是否可行。例如Choctaw和Chickasaw Nation从俄克拉荷马州东南部的5兆瓦太阳能发电场获取可再生能源，而Citizen Potawatomi Nation则开发了自己的微电网（美国能源部，2018年；美国，2023年）。俄克拉荷马州在美国的太阳能潜力排名第六，拥有几条大河流和湖泊，可以用于水力发电（美国，2023年）。由于可再生能源选择的多样性，俄克拉荷马州和原住民族可以增加可再生能源的来源，减少煤炭和其他化石燃料的能源消耗。

Harvest Land是一个小规模设施，旨在满足Osage Nation的需求，与其他商业蔬菜生产操作相比，其强度较低。扩大这些系统的规模预计会改变各影响类别的相对贡献以及总体环境影响。这项研究也提供了启动这些高投入系统所使用资源的快照。随着这些系统老化，将需要更多的投入来解决农艺问题，如害虫压力、病害压力和消费者偏好。包括这些问题可能会导致产量下降，从而增加每份蔬菜的环境影响。在未来的研究中，将更深入地研究系统的投入和产出优化。

许多原住民族和原住民国家正在开发食物主权计划。本研究为理解原住民食物主权计划的环境负担以及如何实施多系统农业生产系统以支持社区食物系统提供了第一步。这项研究是对这些系统环境影响的首次调查，并与传统生产系统进行了比较，以更好地了解它们在建立Wahzhazhe食物主权中的作用。

**作者贡献声明**

Brendan Kelly：撰写 - 审核与编辑、资源、项目管理、方法论、概念化。
Glen Ritchie：撰写 - 审核与编辑。
Obste Therasme：撰写 - 审核与编辑、验证、资源、方法论、数据管理。
Cody James Vavra：撰写 - 原初草稿、可视化、调查、正式分析。
Jann Hayman：撰写 - 审核与编辑、资源。
Catherine Simpson：撰写 - 审核与编辑。

**未引用的参考文献**
美国农业部，2013年；Bickel等人，2000年；Dutko等人，2012年；Gonzalez，2023年；Greenfeld等人，2021年；Hayman等人，2023年；U.SE.I. A，2023年。

**资金**
这项研究没有收到来自公共、部落、商业或非营利部门的任何特定资助。