以降低采后粮食损失作为实现农业净零排放(net-zero agriculture)的路径:基于FABLE模型模拟的社会经济与环境效应分析——以希腊为例

《npj Sustainable Agriculture》:Reducing post-harvest food losses as a pathway towards net-zero agriculture: socioeconomic and environmental insights from FABLE modeling

【字体: 时间:2026年06月06日 来源:npj Sustainable Agriculture

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  摘要:农业部门既是全球温室气体(Greenhouse Gas, GHG)排放的重要来源,又面临满足不断增长人口营养需求的双重压力。降低采后粮食损失(Post-Harvest Loss, PHL)是一条被低估的实现净零排放(net-zero emissions)

  
摘要:农业部门既是全球温室气体(Greenhouse Gas, GHG)排放的重要来源,又面临满足不断增长人口营养需求的双重压力。降低采后粮食损失(Post-Harvest Loss, PHL)是一条被低估的实现净零排放(net-zero emissions)的途径,无需对生产系统进行根本性变革。本研究采用食物、农业、生物多样性、土地利用与能源(Food, Agriculture, Biodiversity, Land-Use, and Energy, FABLE)计算器模拟PHL削减情景,评估其社会经济与环境影响。研究人员构建了五条路径:代表基准情形的"当前趋势(Current Trends, CT)"路径、PHL降低25%和50%的单一干预路径,以及将PHL削减与国家承诺(National Commitments, NC)政策组合相结合的NC-25%和NC-50%路径。由于25%与50%削减路径在主要结果变量上差异有限,研究人员以更具现实政策参考价值的25%削减路径为主展开讨论。结果表明,仅削减PHL可通过提高供应链效率降低总产出需求和生产成本;然而仅NC-25%路径能同时实现更显著的成本节约与减排效益,凸显了供给侧与需求侧干预相结合的价值。综上,本研究证实降低PHL与实现多项联合国可持续发展目标(Sustainable Development Goals, SDGs)密切相关,是向可持续农业食品系统转型的关键举措。
论文解读:以降低采后粮食损失作为实现净零农业的路径——基于FABLE建模的社会经济与环境效应分析
该研究发表于《npj Sustainable Agriculture》。
一、研究背景与问题提出
据联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization, FAO)定义,食物损失与浪费(Food Loss and Waste, FLW)指整个食物链中食物数量或质量的下降,其中采后粮食损失(Post-Harvest Loss, PHL)特指收获后至最终消费前发生的损失,全球平均约为总产量的13.23%,撒哈拉以南非洲高达19.95%,北美和欧洲约9.19%,水果蔬菜尤为易感。FLW贡献了全球约8%–10%的温室气体(Greenhouse Gas, GHG)排放,相当于每年约44亿t CO2当量,排名全球第三大排放源,且约30%的耕地用于生产最终未被食用的食物,造成土地、水及能源的巨大浪费,同时加剧粮食不安全和贫困问题,每年经济损失超1万亿美元。现有文献多聚焦消费端浪费与消费者行为,对采后损失(PHL)及其在农业系统转型中作用的研究仍较匮乏,尤其缺乏希腊等地中海国家的实证数据与系统性情景模拟。在此背景下,研究人员探讨:降低PHL单独或结合国家综合政策能否在希腊农业系统中实现生产缩减、成本节约与GHG减排,从而支持净零农业(net-zero agriculture)转型及SDGs达成。
二、主要技术方法
研究人员选用FABLE(Food, Agriculture, Biodiversity, Land-Use, and Energy)Calculator——由FABLE Consortium开发的国家尺度核算与情景模拟工具——对希腊2025–2050年农业路径进行建模。设置五条FABLE路径:(i)当前趋势(Current Trends, CT):基准BAU情形,PHL率维持2010年水平,无新增政策;(ii)PHL-25%:其他参数同CT,仅PHL降低25%(以FAO及地中海区域文献交叉校验的希腊FABLE基线损失系数为参照按比例削减);(iii)PHL-50%:PHL降低50%;(iv)国家承诺路径嵌入25% PHL削减(National Commitments-25%, NC-25%);(v)NC-50%。NC路径综合采纳希腊《国家能源与气候计划(National Energy and Climate Plan, NECP)》、Pissarides委员会报告及欧盟目标,含向EAT-Lancet行星健康饮食(Planetary Health Diet)转型、作物与畜牧生产力提升、有机农业扩张、出口增50%、进口限制及造林/保护区目标,两NC变体仅PHL削减率不同。模型输出三大核心指标:目标产量(targeted production,为满足需求计划生产的量)、可行产量(feasible production,受土地与生产力约束可实现的最大产量)、农业生产总成本(分劳动力、农药、机械、柴油、化肥)及GHG排放(分作物、牲畜及土地利用变化Land-Use Change, LUC的净碳汇/源)。主要分析聚焦于CT、PHL-25%、NC-25%,PHL-50%与NC-50%置于附件。
三、研究结果
Production(生产)
目标产量(targeted production):CT与PHL-25%均随时间增长但PHL-25%增幅略缓——因供应链效率提升使同等终端需求所需总产出减少;NC-25%因结合饮食结构调整(降低动物源食品比例、总热量需求下降)致整体食物需求收缩,目标产量几乎持平甚至微降,明显低于CT与PHL-25%。
可行产量(feasible production):CT与PHL-25%因城市扩张、造林及保护区致可用农地缩减而逐渐下降,PHL-25%降幅更大——FABLE模型将PHL削减带来的效率收益解读为释放耕地(land sparing),可退耕用于再造林等;相反NC-25%因政策推动生产力提升与资源再配置,可行产量呈上升趋势且与目标产量差距收窄。25%与50% PHL削减在NC框架下差异极小,显示边际收益递减。
Production costs(生产成本)
CT总生产成本从2025年约7.60亿美元升至2050年逾8.80亿美元;PHL-25%仅略低(2050年约8.75亿),体现供应链效率轻微缓解投入品增长。NC-25%则持续下降(2025年约7.70亿→2045年约7.02亿),源于需求侧压低目标产量叠加高生产力假设。成本构成中劳动力和农药占比最大,CT下二者持续增长,PHL-25%增速放缓,NC-25%各分项(劳动力、农药、机械、柴油、化肥)均下降。NC-25%与NC-50%成本差微小,再次印证大部分效益在25%削减时已获取。
GHG emissions(温室气体排放)
CT下农业GHG排放由2025年7.05 MtCO2e升至2045年峰值8.92 MtCO2e(2050年略降至8.62);PHL-25%仅微幅抑制(2050年8.51 MtCO2e),无法逆转升势。NC-25%则大幅持续下降——从2025年6.43 MtCO2e降至2050年仅1.96 MtCO2e,源自PHL削减+饮食转型(减畜↓肠道发酵CH4、减化肥N2O)+LULUCF(Land Use, Land-Use Change and Forestry)碳汇增强的综合效应。排放分解显示牲畜排放是CT主导源,NC情景下畜产与作物排放均显著回落。
四、讨论与结论总结(翻译浓缩)
讨论指出,仅降低PHL(如25%削减)可使生产成本微降约0.7%、略抑制GHG排放强度且不损营养供给,但单独干预不足以逆转增产增排趋势;深层削减(50%)边际增益有限,表明近中期可行措施瞄准25%削减具政策实操价值。FABLE模型中PHL效率收益转化为耕地释放(land sparing)属模型内部机制,现实中未必自动发生。NC路径整合供给侧(PHL削减、生产力提升、有机农业、LUC碳汇)与需求侧(健康饮食、减过量消费、贸易调整)干预,是唯一能稳定产量预期、降成本逾20%并深度脱碳的方案,呼应欧盟绿色新政(European Green Deal)、从农田到餐桌战略(Farm to Fork Strategy)及欧盟2030生物多样性战略。研究局限含FABLE非优化模型不含价格反馈与PHL削减投资成本、未计入化肥上游排放、希腊PHL数据依赖估算及未做利益相关者接受度分析等。
综上研究结论为:降低采后粮食损失是迈向可持续韧性农业食品系统的战略性必要干预;仅实施PHL削减可适度提升供应链效率并微幅降本减排,而将PHL削减嵌入涵盖饮食转型、生产力提升与土地利用保护的综合性国家承诺(National Commitments)政策包,方能实现希腊农业系统至2050年的显著成本节约与深度GHG脱碳,并协同推进SDG 2(零饥饿)、SDG 12(负责任消费与生产)及SDG 13(气候行动)等多重可持续发展目标。FABLE Calculator可作为支持食农系统政策设计的决策工具。
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