【文献分享：耕地利用与保护（三）】土地利用和气候变化对全球粮食系统陆地生物多样性的影响

在研究视角方面，该研究从全球粮食系统对陆地生物多样性的影响这一视角出发，打破了以往研究仅从土地利用或气候变化某一方面对生物多样性的影响的局限性，研究将两者结合，考虑到全球粮食系统通过土地利用和气候变化这两个关键因素驱动生物多样性变化，这种综合的视角有助于更全面地理解生物多样性丧失的复杂驱动机制。在计算生物多样性影响时，文章引入了两种生物多样性度量指标（本地物种丰富度和稀有度加权物种丰富度），并分别计算土地驱动和温室气体驱动的足迹。这一框架能够更细致地评估不同地区、不同粮食相关产品对生物多样性的影响，相较于仅用单一指标或单一驱动因素的分析框架更为全面。研究还考虑了区域差异，包括生物多样性对土地利用和气候变化敏感性的区域变化，使分析结果更贴合实际情况，避免了以往研究中可能存在的对区域差异考虑不足的问题。

尽管保护工作不断增加，但人为压力仍在推动生物多样性丧失。全球粮食系统是土地利用和气候变化的关键驱动因素，而这两者又驱动着生物多样性变化，发展可持续系统对扭转生物多样性丧失至关重要。之前虽有研究用多区域投入产出模型（EEMRIOs）来估算生物多样性足迹，但存在诸多不足，如未考虑生物多样性对土地利用和气候变化敏感性的区域差异、未全面考虑不同生物多样性度量指标、未准确区分土地利用和温室气体排放对生物多样性损失的单独贡献等。该研究旨在克服这些不足，基于多区域投入产出模型中的多区域环境拓展型供需表和投入产出表（EXIOBASE），考虑土地利用和温室气体排放两个方面，采用不同生物多样性度量指标进行构建，运用EEMRIO分析，计算了2011年49个地区33种食品相关产品的生产和消费足迹，包括不同类型的土地面积、物种丰富度等指标。研究发现，土地驱动的生物多样性足迹因度量指标而异，温室气体驱动的影响主要由甲烷排放造成，不同地区和产品的生物多样性足迹差异大，提出的措施可用于决策和环境影响评估。具体结果如下：

（1）区域生产和基于消费的总食物足迹

对于土地驱动的生物多样性足迹，仅用农业用地面积衡量食品生产对生物多样性的影响会缺失重要信息。2011年，土地面积足迹最大的地区是非洲其他地区、中国以及亚洲和太平洋其他地区，但非洲其他地区的土地驱动物种丰富度足迹最高，巴西和中美洲及南美洲其他地区的物种丰富度足迹分别位居第二和第三，中美洲及南美洲其他地区的稀有加权丰富度足迹很高（如图1）。印度和中国的温室气体驱动的生物多样性损失最高，其次是非洲其他地区，但非洲其他地区相对于其土地驱动的生物多样性足迹，温室气体驱动的足迹要低得多。土地驱动与温室气体驱动的生物多样性损失比率在不同地区有所不同，部分地区该比率较低，意味着单一年份的食品生产直接排放将导致相当于该地区历史土地使用造成的生物多样性损失的2%或更多的生物多样性损失，并且研究还大幅低估了温室气体排放造成的生物多样性损失。一些地区是土地驱动生物多样性损失的净进口国，但却是温室气体驱动生物多样性损失的净出口国，反之亦然。亚洲其他地区及太平洋地区、中美洲及南美洲其他地区、澳大利亚和墨西哥都是土地驱动和温室气体驱动生物多样性的净出口国；中国、美国、俄罗斯和中东其他地区是两者的净进口国。

图1 2011年粮食相关产品以生产为基础（蓝条）和以消费为基础（红条）的总足迹

（2）按食品相关部门汇总的世界区域生产足迹

不同食品相关群体的生产足迹存在很大差异，而在同一食品相关群体内，不同世界区域的生产足迹也存在很大差异（图2）。以动物源产品为例，亚洲及太平洋地区的土地足迹高于中南美洲，但土地驱动的物种丰富度足迹不到中南美洲的一半，稀有加权丰富度足迹不到其三分之一。温室气体驱动和土地驱动的生物多样性足迹呈现不同模式，热带地区不再总是具有较高的足迹。西欧和北美的生产也导致了相对较高的温室气体驱动的生物多样性损失，特别是在“其他食品”部门，不过亚洲及太平洋地区在所有食品组中的温室气体驱动足迹最高。亚洲及太平洋地区的土地驱动与温室气体驱动比率令人担忧，若排放持续，其对全球生物多样性的影响将在不到一个世纪内等于其土地转换已造成的影响。将不同产品类型进行对比，动物源产品的足迹通常比植物源（即作物）高得多，但亚洲及太平洋地区在土地驱动和温室气体驱动的生物多样性足迹方面是个例外。肥料生产和食物垃圾处理的土地驱动生物多样性损失远低于食物本身生产所产生的损失。“其他食品”类别在许多情况下具有较高的基于生产的温室气体驱动的生物多样性足迹。

图2 2011年世界各区域内与粮食有关的群体的生产足迹

（3）单位面积和人均足迹

台湾的单位面积土地相关生产足迹最高（图3）。农业密集但生物多样性贫乏的英国单位面积土地驱动的生物多样性足迹低于单位面积土地使用足迹，而物种丰富的巴西则相反。一些地区总生产足迹和单位面积生产足迹都很高，小型农业地区单位面积生产的温室气体驱动足迹最高。人均消费足迹方面，澳大利亚的人均土地驱动消费足迹极高，主要由动物产品驱动，也受植物产品和“其他食品”影响；卢森堡的人均消费足迹也一直很高，主要由植物源产品驱动。尽管中国、印度和亚洲其他地区及太平洋地区由于人口众多总消费较高，但在任何类别中都不在人均消费足迹最高的前十位。不同地区高人均消费的温室气体驱动生物多样性足迹背后的产品有所不同，部分地区在多种产品上有高足迹，且几乎所有地区都有至少一种动物产品与特别高的消费足迹相关。

图3 2011年粮食相关产品按面积生产的总足迹

（4）不同温室气体对生物多样性足迹的贡献

所有食品相关产品的温室气体驱动总足迹约为土地驱动丰富度总足迹的1%。食品相关产品在2011年EXIOBASE所有活动部门（包括工业）的总排放中占近四分之一（23%）。甲烷排放占食品相关产品温室气体驱动生物多样性总足迹的70%，二氧化碳和一氧化二氮也有一定贡献且在不同地区和产品层面的相对贡献有所不同（图4）。

图4 2011年以消费为基础的人均食品相关产品总足迹

（5）进出口贸易中的生物多样性损失

美国、英国、德国、俄罗斯、日本、中国和中东其他地区是土地驱动和温室气体驱动生物多样性损失的净进口国（图5）。不同的土地驱动足迹传达不同信息，例如中美洲及南美洲其他地区与亚洲其他地区及太平洋地区的土地面积足迹出口相似，但稀有加权丰富度足迹出口约为其四倍。非洲其他地区是土地驱动物种丰富度影响的净出口国，但却是土地驱动稀有加权丰富度影响的净进口国。

了解一个地区进口足迹的百分比对制定减少足迹的政策很重要。在生物多样性高度丰富的地区，进口占土地驱动物种丰富度足迹的5%或更少（图6）；而进口足迹百分比最高的地区是欧洲国家。研究发现，土地驱动物种丰富度、土地驱动稀有加权丰富度和温室气体驱动丰富度足迹分别有10%、15%和8%包含在世界区域间的贸易中，且动物源和植物源食品之间的模式有所不同。

图5 2011年区域食品相关产品净进口足迹

图6 2011年进口的区域与粮食有关的足迹的百分比

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责编：于   蕊

文字：段凯军

排版：单煜函

校对：朱   易