從碳減排角度看糧食產后減損的環境影響

摘要：糧食系統的溫室氣體排放對環境產生的影響引起學界的廣泛關注，選擇合理的減損減排干預措施能有效遏制糧食系統的碳排放。通過梳理國內外文獻，厘清糧食產后減損的環境效應內涵，探尋糧食產后減損與碳減排之間的關聯性。研究發現：當前關于糧食產后損失碳排放效應的研究集中在相關因素對碳排放的影響，缺乏對不同減損路徑下碳排放潛力的研究；文獻研究較多，缺乏具體數據支撐；對糧食產后減損的碳減排效應研究集中在單個糧食生產消費周期內，缺乏對價格機制引起的成本及產量波動，導致下一個糧食生產周期碳排放量變動的影響研究。產后減損干預措施應針對重點環節精準施策，重視加工和儲存環節，通過增加同等排放規模下順利進入消費端糧食的數量是有效的碳減排措施。

關鍵詞：糧食產后減損；碳減排；環境影響；關聯性分析

中圖分類號：F326.11 文獻標志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240404

基金項目：國家社會科學基金重大項目（22ZDA117）；江蘇省研究生科研與實踐創新計劃項目（KYCX22_1684）。

Environmental impact of post-harvest loss reduction of food from the perspective of reducing carbon emissions

Tao Ziqiu， Han Jingwei

（ Institute of Food and Strategic Reserves， Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing， Jiangsu 210003 ）

Abstract： The impact of greenhouse gas emissions from the grain system on the environment has aroused widespread concern in the academic community. Choosing reasonable post-harvest loss reduction of grain and emission reduction interventions can effectively curb the carbon emissions of the food system. By combing the domestic and foreign literature， this paper clarified the connotation of the environmental effect of post-harvest loss， and explored the correlation between post-harvest loss reduction and carbon emission reduction. The study found that the current research on the carbon emission effect of post-harvest loss of food focused on the impact of related factors on carbon emissions， and lacked research on the carbon emission potential under different loss reduction paths. There are lacked literature studies which lacked of specific data support. Some research on the carbon emission reduction effect of post-harvest loss of grain are concentrated in a single grain production and consumption cycle， and there is a lack of research on the impact of cost and yield fluctuations caused by the price mechanism on the change of carbon emissions in the next food production cycle. Post-harvest loss reduction measures should be targeted at key links， pay attention to processing and storage links， and increase the number of grain that smoothly enter the consumer end under the same emission scale is an effective carbon emission reduction measure.

Key words： post-harvest loss reduction of grain； carbon emission reduction； environmental impact； correlation analysis

近年來，糧食損失問題受到政府和學界的廣泛關注，糧食損失關系到全球糧食安全與饑餓情況。根據聯合國糧食及農業組織（FAO）2023年相關統計，全球仍有近8億人面臨饑餓問題，每年損失浪費的糧食足夠3.8億人吃一年。這表明糧食資源沒有得到充分利用，糧食系統沒有充分發揮其應有作用。據曹寶明等[1]研究估算，我國糧食產后各環節綜合損失率約為15.28%。糧食損失不僅關系到糧食資源的充分利用，同樣會對環境產生不可忽視的影響。在聯合國制定的17個可持續發展目標（SDGs）中，可持續發展目標12（關于可持續消費和生產）明確包含糧食產后減損，尤其在目標12.3中呼吁截至2023年將糧食浪費減半并且減少糧食損失。在全球溫室氣體排放中，糧食產后損失的碳足跡不可忽視，單位糧食的溫室氣體排放更加復雜，產生于初級生產階段的溫室氣體排放將在整個糧食生產與產后供應鏈中發生與累積[2]。糧食產后系統不僅是重要的糧食損失源，同時也是重要的碳源。從環境視角來看，糧食生產與產后流通作為資源密集型，其產后損失會導致資源使用不善，并且極易導致負面的環境影響。減少糧食損失量早已不是權衡糧食產后減損的唯一指標，選擇糧食產后減損路徑不能單單以糧食安全目標為唯一導向，單純強調減損增產未必符合環境目標，因此在減損的基礎上還需強調減碳的重要性，一味推動糧食減損增產，極有可能會加劇能源資源的消耗，而產生更多的碳排放，與可持續發展目標背道而馳。

1 相關研究概述

學界對糧食產后損失的研究歷史最早可以追溯到20世紀40年代，當時人們已經開始關注到食物在收獲后產生的損失情況以及對糧食安全產生的潛在威脅。20世紀40—80年代，國外學者圍繞產后損失的具體形式展開探索，研究糧食產后損失的影響因素，缺乏具體的測算體系和數據分析支撐。進入21世紀后，國內外關于糧食產后損失研究的文獻呈指數級增長，出現大量關于糧食產后損失影響因素、重點環節、測算評估及減損策略的研究。糧食產后損失的環境效應的研究則相對較晚。以可持續發展目標（SDGs）的提出為標志，國際社會關注到減少糧食產后損失與浪費有助于以環境可持續的方式提高資源利用效率并減少單位糧食消費產生的溫室氣體排放量，據Springmann等[3]估計，2010—2050年，將糧食損失和浪費減半，農業相關環境壓力可減少6%～16%，具體的比例取決于溫室氣體排放等環境因素。還有部分學者關注到商品包裝等配套用具在環境影響評估中的重要作用，如Licciardello[4]、Heller等[5]、Wikstrom等[6]的研究均提到在研究糧食產后減損的碳減排效應時，包裝問題也應當受到關注，在現有環境影響評估中往往忽略了包裝在減少糧食損失方面的好處。綜合國內外現有研究可以發現，糧食產后減損及其環境影響是一個復雜的課題，盡管學界對于糧食產后減損的相關研究已經相當豐富，但目前而言，基于碳減排角度看糧食產后減損的環境影響的文獻相對較少，缺乏系統的梳理。因此，本文擬通過大量國內外文獻研究，對基于碳減排視角下糧食產后減損環境影響的研究現狀、研究方法、影響機制等進行整理研究、分析述評及展望，以期為后續研究和糧食產后減損政策制定提供參考。

2 糧食產后減損的環境影響內涵

2.1 糧食產后系統與產后損失

糧食產后系統包括收獲、儲藏、運輸、加工、銷售（批發和零售）、消費等多個環節，涵蓋從收獲、流通到消費的全過程。學界對糧食產后損失的定義各有不同，一個很重要的原因是對“損失”和“浪費”的界定缺乏統一認識。現有文獻根據發生環節和主觀意愿對糧食損失和浪費進行區分，為避免定義上的混亂，本文將糧食產后損失界定為在收獲、干燥、儲藏、加工、運輸等環節因種種不良因素導致的數量損耗和品質下降，從而導致流入消費端的糧食數量的減少。

2.2 可持續糧食系統與產后減損的環境效應

糧食安全和營養高級別專家組2014年6月的報告《可持續糧食系統背景下糧食損失與浪費》中介紹了“可持續糧食系統”的概念，將其定義為在子孫后代保障糧食安全及營養所必需的經濟、社會、環境基礎的前提下，實現人人享有糧食安全及營養的糧食系統。其中，從環境可持續角度延伸出的“減少糧食產后損失帶來的環境效應和環境價值”成為一個值得關注的重要議題，而從碳減排角度關注糧食產后減損的環境影響是糧食產后減損與環境可持續性研究的重要分支。不論是發達國家還是發展中國家，糧食生產過程中都會產生大量溫室氣體排放，糧食產后損失包含的碳排放指的是被損失掉的單位糧食所包含的已產生的溫室氣體排放，包括生產環節的農業投入品、生產機械、廢棄物處理、土壤等產生的碳排放以及產后到損失環節為止的能源、電力消耗產生的碳排放。這些碳排放由于糧食損失而失去其經濟價值，在越接近供應鏈末端的環節由于各環節的累積單位糧食包含的碳排放量越多，糧食損失帶來的環境影響就相對更大。基于以上考慮，減少糧食損失可能成為推動環境可持續性發展、改進糧食系統可持續性的重要方式。糧食產后減損指的是通過政策、干預措施以及技術進步使得糧食產后損失率下降和糧食產后損失減少，使得在流出生產端糧食總量不變的前提下，進入消費端的糧食數量增加。因此，從碳減排視角來看，本文將糧食產后減損的環境效應定義為減少糧食損失可通過多個渠道使得被浪費的溫室氣體排放量下降，以達到促進碳減排，實現減損減碳雙減目標，推動環境可持續性發展的目的。

3 糧食產后減損的環境影響相關研究及關聯性分析

3.1 糧食產后減損的環境影響相關研究

碳減排效應是糧食產后減損的環境影響的一部分，現有文獻對于碳減排效應的研究主要包括糧食產后損失的環境效應研究、糧食產后減損的碳減排效應研究以及糧食產后減損的碳減排潛力與路徑選擇研究3個部分。

3.1.1 糧食產后損失的環境效應研究

2014年，糧食安全和營養高級別專家組在報告中將糧食損失產生的影響劃分為“明確”影響（與糧食損失實際流量及其最終流向目的地有關）和“機會”影響（通過比較理想的替代情景以及損失較少的情景相比較測算出的經濟、社會或環境價值）。糧食產后損失意味著生產時投入的自然資源沒有得到充分利用，對自然環境產生了不必要的壓力，在實質上表現為對土地和水資源的浪費、造成污染并排放了溫室氣體。據統計，全球糧食損失浪費產生的碳足跡為33億t二氧化碳當量，相當于人類造成的溫室氣體排放總量的6%～10%[7]。對于固定數量的糧食消費而言，糧食損失與浪費會導致自然資源利用量增加，因此，糧食損失與浪費現象的存在表示某個糧食系統的資源利用“效率低”。提升效率是提升糧食系統經濟、社會和環境績效的一個關鍵途徑。需要注意的是，效率的提高與碳排放的減少并不能劃等號，提升效率并不意味著減少資源使用總量或溫室氣體排放總量。總體環境影響將取決于減少糧食損失和浪費相關的價格變動，間接決定了其對自然資源使用和溫室氣體排放的影響。越來越多的學者開始研究糧食產后損失和浪費帶來的環境影響問題，例如Wunderlich等[8]分析了全球范圍內糧食供應鏈中的糧食損失和浪費及其對自然資源的消耗和溫室氣體排放的增加，認為糧食產后損失不僅減少了可獲得的食物數量，而且減少了生產食物所需的許多自然資源的可得性。Wang等[9]從食物損耗與浪費的管理角度出發，認為焚燒和填埋處理將威脅環境可持續性，并完善“循環經濟模型”。除此以外，糧食種植土壤類型也會影響糧食系統碳排放情況，牟桂婷[10]等以貴州省興義市為例，從土壤有機碳分布特征出發，研究發現黏土的土壤有機碳含量最高，隨耕地土壤剖面深度增加，土壤有機碳含量隨之降低，影響最終碳排放。

3.1.2 糧食產后減損的碳減排效應研究

研究糧食產后減損的碳減排效應首先涉及碳減排的測算方法問題。在現有文獻中常采用的方法包括投入產出測算法（IO）[11]、生命周期測算法（LCA）[12]、IPCC碳排放因子測算法。IPCC碳排放因子測算法在農業系統碳排放量測算中得到了相對廣泛的運用，主要是利用不同碳源的碳排放系數與碳源數量以及不同溫室氣體的碳轉化系數，將不同碳源產生的各類溫室氣體換算為碳排放當量進行計算。田云等[13]用IPCC碳排放因子測算法，采用已有文獻得到的碳排放系數構建了碳排放測算公式，對農業碳排放量進行了計算和度量。閔繼勝等[14]運用IPCC碳排放因子測算法計算了種植業、畜牧業的碳排放總量。高如夢等[15]利用碳排放系數對農業生產過程中的碳排放量進行測算，認為化肥是產生碳排放最多的碳排放源。

大量文獻分析了資源投入、地域影響、食品種類、不同供應鏈階段和不同情境下的糧食產后減損的碳減排效應，從政策、技術、社會責任等多個方面提出了相應干預措施。Read等[16]分別評估了不同情境下的糧食產后損失的碳排放情況，認為減少食物損失和浪費是降低食物系統環境影響的重要杠桿，糧食產后損失與浪費減排的環境效應將因食品供應鏈階段的不同而不同。Muth等[17]詳細分析美國國內糧食損失和浪費的統計情況，并提出了政策支持、技術解決等多個方面的干預措施。Barrett等[18]通過綜述全球、區域、國家等不同層面對糧食系統溫室氣體排放量的估算，在重點環節和重點食物類別上強調了減損對減排的推進作用。Kuiper等[19]利用全球經濟模型“MAGNET”模擬初級生產和加工階段糧食損失減少25%的情景時溫室氣體排放量的變化，認為模擬結果取決于價格變化跨區域傳導的程度。傳導決定了減少損失是否會對遠離減少損失發生點的溫室氣體排放產生影響，而價格變化如何跨區域傳導是難以估計的。

部分文獻關注到重點環節的減損減排對提高效率的重要性，這類研究主要關注的是糧食產后減損措施如何影響糧食產后損失的碳排放，以及減損減排效果，并做出橫向對比，以提出最有效的減損減排方案。大多數人認為減少糧食損失的相關決策取決于食品供應鏈中損失或浪費最嚴重的環節，但實際上，針對供應鏈中損失最大的環節并不一定是最有效的策略，還應考慮供應鏈中損失對環境產生最大影響的環節。Westhoek等[20]認為溫室氣體排放問題應當在供應鏈的后續環節加以解決，除了考慮在供應鏈哪個環節減少糧食損失的問題外，如果需要考慮糧食系統不同部分以及其他部門之間的相互作用，糧食產后減損減排潛力在供應鏈不同環節的差異將更加復雜。然而，該研究并未評估具體措施對減少糧食損失的可行性，也未說明這些措施應當如何落實。由于缺乏成本信息，不同的干預措施結果在實踐中不具有可比性，但可大致了解在未來數十年有望實施的干預措施所產生的環境效應的量級[21]。James等[22]則認為，還需要關注到減少糧食損失所產生的環境影響的權衡取舍，例如減少損失的冷藏設施的改進，可能增加糧食系統中能源的使用量，從而增加溫室氣體的排放量。

3.2 糧食產后減損的環境影響效應關聯性分析

綜合已有文獻對糧食產后減損的環境效應的研究，可以發現糧食產后減損與環境之間的關聯性主要體現在兩個方面，一方面，糧食產后減損可以通過針對高損失環節和供應鏈后置環節實施干預措施來降低糧食產后損失的溫室氣體排放；另一方面糧食產后減損影響各環節產量和流通量以及各主體的成本來影響市場價格，通過價格機制影響糧食市場的生產供應量和資源消耗量，以此產生環境影響。

3.2.1 針對重點環節和糧食品種的干預措施

有效降低溫室氣體排放在發達國家和發展中國家的糧食生產中，大量溫室氣體排放發生在生產初級階段，也就是使用農用化學品、農用機械設備和耕種土地的階段。溫室氣體排放將在糧食供應鏈中隨時發生并隨供應鏈延長累積，單位糧食包含的溫室氣體排放越多，糧食產后減損帶來的碳減排效應越大；糧食在產后環節產生的損失和越大，減損減排潛力越大。Wunderlich等[23]通過追蹤食品的生產加工過程，認為隨著食品生產、加工、運輸、制作、分銷和處理過程中完成其生命周期，并積累溫室氣體排放。被損失和浪費的食品碳足跡相對于供應鏈靠前的環節，更容易在供應鏈末端積累，越接近供應鏈末端可能包含更高水平的溫室氣體排放量。因此，合理制定針對重點環節和重要糧食品種的減損干預措施能有效降低溫室氣體排放水平，提高資源利用效率。這并不意味著利用更少的資源或產生更少的溫室氣體排放，而是提高利用效率，減少無效的價值損失。根據世界糧食署2013年的統計，谷物和豆類損失占糧食總損失的45%，產生的碳足跡更是超過60%，說明主糧的產后損失產生的環境影響效應是巨大的，需要得到更多重視。從地域來看，亞洲地區糧食損失和浪費貢獻達到50%，產生的碳足跡超過60%，與發達國家相比，發展中國家的糧食損失問題更加嚴重。分析谷物和豆類的產后損失的環境影響效應，水稻成為關注的重點，水稻生產過程中產生大量甲烷，導致與其他糧食品種相比，水稻的初級生產階段包含的溫室氣體排放水平更高，另一方面，水稻的產后損失率也是主糧中最高的。據曹寶明等[1]的研究，水稻在全國的產后損失率約為23.9%，遠遠高于小麥、玉米和大豆。

制定減損干預措施也需考慮實施成本不同，例如改進運輸環節的糧食包裝可減少運輸環節糧食損失，但生產復雜的包裝可能會導致額外的溫室氣體排放。Licciardello[24]、Heller等[25]、Wikstrom等[6]的相關研究均提到在研究糧食產后減損的碳減排效應時，包裝問題應當受到一定程度的重視，在現有環境影響評估中往往忽略了包裝在減少糧食損失方面的好處。

3.2.2 通過減損影響價格機制減少負面環境影響

糧食產后減損還能通過價格傳導效果減少負面環境影響。減少糧食損失意味著消耗相同的資源或排放相同的溫室氣體可以提供更多的糧食，自然資源利用效率上升，單位糧食消耗排放溫室氣體下降。但某項減損干預措施的減排效果不僅受該措施針對的供應鏈環節和糧食品種影響，還受到價格變化影響。

第一，從糧食產后損失量下降對價格的影響來看，減少糧食損失促使生產者或供應商增加糧食供應，引起價格下跌；對消費者來說，減少糧食損失浪費將抑制消費者糧食需求，購買相同數量的糧食將得到更高的效益，不論是供應量上升還是需求量下降都會促使糧食價格下跌，并且在發生環節向供應鏈上下游傳導，而價格下跌又會再度影響需求量和供應量，最終實際影響有待實證的進一步證明。第二，從減損措施的角度來看，如果是通過技術進步等方式促進糧食減損，則價格傳導機制將按照第一種方式進行，即損失量下降變相引起供應量上升、需求量下降，從而引起價格下跌，但如果減損措施是供應鏈主體監管的角度出發，則需要考慮到監管成本等多方面問題，成本上升可能會導致供應鏈主體提高糧食定價，而較高的價格會抑制產量和需求，減輕資源環境壓力，降低溫室氣體排放。

Kuiper等[19]利用全球經濟模型“MAGNET”，根據糧農組織最新糧食損失估計，模擬了初級生產和加工階段糧食損失減少25%的情景時溫室氣體排放量的變化。結果認為，模擬結果取決于價格變化跨區域傳導的程度。傳導決定了減少損失是否會對遠離減少損失發生點的溫室氣體排放產生影響，而價格變化如何跨區域傳導則是難以估計的。Westhoek等[20]認為溫室氣體排放問題應當在供應鏈的后續化解加以解決，除了考慮在供應鏈哪個環節減少糧食損失的問題外，如果需要考慮糧食系統不同部分以及其他部門之間的相互作用，糧食產后減損減排潛力在供應鏈不同環節的差異將更加復雜。該研究還發現，減少損失和浪費將使農業土地的使用量減少4.5%，可使2000—2020年溫室氣體排放增量從常規情境下的約25%下降到不足8%。然而，Westhoek等并未評估具體措施對減少糧食損失的可行性，也未說明這些措施應當如何落實。

4 結 論

盡管已有大量關于糧食產后損失的碳排放效應研究，但集中于評價其排放水平、能源使用、經濟效益以及相關影響因素的文獻較多，研究糧食產后減損的碳減排效應以及不同減損路徑下的碳減排潛力的文章相對較少。缺乏對不同路徑下減損措施的減損減排潛力分析和效益對比。在基于碳減排角度的糧食產后減損路徑選擇的研究上，現有研究更多選擇文獻梳理等方式研究可能存在的最優減損路徑，缺乏對具體情況下產后不同品種、不同環節、不同地區減損所產生的碳減排效益的數據分析和模擬對比，對糧食產后減損通過影響價格機制而減輕負面環境影響的研究較少，現有研究關注到價格的跨區域變化和跨部門傳導，缺乏系統的價格機制分析，預計減少某個環節的糧食損失如何通過市場影響供應鏈上下游的糧食供應，從碳減排角度衡量糧食產后減損干預措施的成本和效益可能成為一個值得探討的問題。綜合已有研究和前文梳理，提出以下建議：

第一，著力推動糧食產后環節減損，降低產后相對損失率能有效推進碳減排，通過增加同等碳排放規模下順利進入消費端的糧食數量形成碳減排機制，推動技術進步，提升機械化水平和各環節操作規范度，減少不規范操作引起的糧食撒漏和飛濺，合理制定包裝質量標準，降低不當包裝引起的糧食損失，創新烘干、加工方式，降低機械能耗。第二，加強重點環節糧食減損干預。重視過度加工和非科學存儲問題，推廣科學儲存方案和設備，提倡適度加工，增加糧食加工副產品二次利用。第三，降低生產環節碳排放。推廣綠色種植，促進農用化學物減量增效；合理處理秸稈和農用廢棄物，嚴格管控露天焚燒等不當處理方式；促進技術進步，降低機械能耗。

中國作為人口大國，節糧減損是一項受到重視并且需要長期推動的工作。隨著2020年“雙碳”目標提出，“碳達峰”和“碳中和”目標正式被納入國家發展綠色經濟的重要戰略領域。糧食系統作為溫室氣體排放的重要來源之一，其減排工作也受到重視。糧食產后減損涉及“減損”與“減排”兩項目標的重要問題，從碳減排角度研究糧食產后減損的環境影響不僅能夠推進節糧減損，還能實現“雙減”目標的共贏模式，為制定節糧減損的干預措施提供新的視角和新的思路。

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