畜牧业在全球可持续食物系统中的关键作用：生态系统服务与升级循环(Upcycling)视角

本刊推荐：为阐明畜牧业在可持续食物系统中的角色，Sara E. Place团队从生态系统服务视角展开研究，指出畜牧业通过升级循环(Upcycling)提升植物蛋白品质、促进养分循环，并在非耕地提供生态服务，虽存在温室气体排放等负效应，但全球尺度上净效益显著，为优化畜牧业管理提供了科学依据。

　　

在全球人口持续增长和气候变化加剧的双重压力下，构建可持续食物系统已成为人类面临的重大挑战。传统农业模式面临资源耗竭、环境污染和生态功能退化等多重困境，尤其畜牧业常被诟病为温室气体排放源和资源消耗者。然而，畜牧业是否真的只是生态系统的负担？如何在保障营养供给的同时实现环境可持续性？这些争议促使科学家重新评估畜牧业在多层次食物系统中的作用。正是在这一背景下，科罗拉多州立大学AgNext研究中心的Sara E. Place博士在《Journal of Animal Science》发表了突破性研究，通过生态系统服务框架全面剖析了畜牧业的生态价值与挑战。

研究采用宏观系统分析方法，整合全球尺度的农业生态数据、养分流动模型和生态系统服务评估框架，重点考察了不同地理环境（包括不适于耕作的边际土地）中畜牧业的多维影响。关键技术包括：生态系统服务量化模型（用于评估调节、支持和文化服务）、养分循环效率分析（通过 manure nutrients 连接评估系统）、以及生命周期思维（用于权衡升级循环与资源投入）。研究特别关注反刍动物系统在多样化景观中的适应性管理。

畜牧业的多营养级生态功能

研究指出，与自然生态系统类似，农业生态系统依赖多营养级相互作用增强功能。牲畜作为消费者营养级，通过调控生物群落结构直接影响生态服务供给。例如反刍动物将人类不可食用的植物生物质转化为优质蛋白，实现营养升级循环(Upcycling)。

升级循环与营养强化机制

通过代谢转化植物源性饲料，牲畜显著提高食物链中的蛋白质生物利用度和必需微量营养素浓度。肉类、乳制品和蛋类提供的血红素铁、维生素B₁₂和共轭亚油酸(CLA)等营养素，在纯植物饮食中难以高效获取。

边际土地的生态化利用

研究表明，反刍动物放牧系统可充分利用不适于作物栽培的草地、山地和干旱区域，在提供食物的同时维持野生动物栖息地、土壤碳储存(soil carbon storage)、水源涵养和休闲文化功能。这种空间资源配置避免了耕地扩张对自然生态的挤压。

养分循环与肥料替代效应

牲畜粪便作为有机养分库，可有效连接种植与养殖系统，减少合成化肥依赖。全球尺度上，畜牧业通过 manure nutrients 循环使氮磷钾等元素重新进入农业系统，缓解了矿物肥料生产带来的能源消耗和污染。

经济与社会维度

研究证实畜牧业支撑着全球10亿以上人口的生计，尤其在发展中国家，小型养殖场是农村家庭的重要收入来源和营养安全保障。

生态系统负服务与权衡

作者客观指出畜牧业产生的生态系统负服务(disservices)，包括温室气体(如甲烷CH₄)排放、水资源过度消耗（尤其在缺水地区），以及局部环境污染风险。但这些影响高度依赖于管理实践、动物种群密度和区域资源承载力。

研究结论强调，在全球评估中畜牧业的生态系统服务效益显著超过其负服务，净正效益突出。但需通过遗传改良、精准营养、群体健康管理和循环农业技术进一步优化生产系统。该研究为制定差异化畜牧业政策提供了科学基础，证明合理的牲畜管理可作为可持续食物系统的核心组成部分，而非单纯的环境负担。这一成果对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中的零饥饿、气候行动和陆地生态保护具有重要指导意义。