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为应对牛肉需求增长和温室气体排放问题，巴西研究人员研究林牧系统（SPS），发现其可中和 77% 肠道甲烷（CH4）排放，意义重大。
全球人口预计在未来 30 年增长约 25%，从 2020 年的 78 亿增长到 2050 年的约 97 亿，大部分增长发生在发展中和新兴经济体，如亚洲和撒哈拉以南非洲地区。由于人口增长和发展中国家人民收入增加的共同影响，预计到 2050 年牛肉需求将增长 35%。巴西拥有世界上最大的肉牛群，数量达 2.028 亿头，大多采用牧场养殖系统。近几十年来，巴西牛肉产量增加的同时，畜牧用地面积略有减少，这表明该国在不改变土地用途的情况下增加牛肉产量的潜力巨大，这得益于其热带气候、改良牧草品种的使用以及风化土壤利用和牧场管理的改善。
尽管巴西的牧场和牛肉生产前景良好，但该国因温室气体（GHG）排放问题受到批评。在各种温室气体中，肠道甲烷（CH4）占巴西农业二氧化碳当量（CO2-eq.）排放量的 65%。甲烷的全球变暖潜能值是二氧化碳（CO2）的 27.2 倍，但在大气中的寿命相对较短，为 7.6 - 14 年，而二氧化碳可在大气中存在数十万年。在这种情况下，减少 CH4排放被视为短期内减缓全球变暖的有效策略，因为大气中的 CH4消失相对较快。另一方面，通过光合作用固定大气中的 CO2，由于 CO2在大气中的寿命长，可被视为短期、中期和长期减缓全球变暖的有利策略。
面对未来的挑战，巴西农业研究公司（Embrapa）提出了 “巴西碳中和牛肉（NCBB）” 的品牌概念。该概念旨在通过可审计和可参数化的协议，证明林牧系统（SPS）中树木的碳同化作用可中和动物肠道甲烷排放。NCBB 主张，只计算那些能确保长期碳稳定的产品部分，如用于木材和家具的木材。在这种情况下，该协议确保了 SPS 在长期内对全球变暖潜能值的中和。此外，固定的碳来自大气中比排放的碳（CH4）稳定得多的来源（CO2），从长期效益来看，这是一个有利的权衡。
气候智能型农业系统不仅有望减少温室气体排放，还能适应全球变暖。2023 年政府间气候变化专门委员会（IPCC）的报告考虑了多种情景，预计到 2100 年地球日平均气温将升高 1.4 - 4.4°C，在最乐观的情景下也有可能超过这一范围。这些情景还估计，2050 年大气中 CO2浓度将在 437.6 - 562.8ppm 之间，2100 年将在 393.5 - 1135.2ppm 之间。在热带条件下，树木（C3 植物）的生产力可能会因大气 CO2浓度增加带来的好处与温度升高造成的损害之间的平衡而增加或减少，而草（C4 植物）预计将从温度升高受益。另一方面，气候变化不太可能直接使动物受益，相反，温度升高会降低动物的热舒适度和生产性能，从而增加动物的屠宰年龄和每单位动物产品的肠道碳排放。
促进提高动物热舒适度的替代策略在近期和远期都至关重要。在热带地区，SPS 中树木的存在被证明是为动物提供遮荫的有效方式，尤其是在一天中最热的时候。
本研究旨在：（i）按照 NCBB 协议，评估巴西塞拉多生物群落（巴西牧场养牛面积最大的生物群落）中 SPS 通过固碳中和肠道甲烷排放的能力；（ii）评估 SPS 中树木提高动物热舒适度的能力；（iii）比较 SPS 与 “基线系统”（即集约化管理的全日照系统（FS））的牧草和动物生产力以及肠道甲烷排放。
研究在巴西圣保罗州圣卡洛斯的 Embrapa Pecuária Sudeste 进行，时间为 2017 年 10 月至 2019 年 4 月，研究对象为 SPS 和 FS。当地气候属于湿润亚热带气候（Cwa；柯本气候分类法），有两个明显的季节：旱季（4 月至 9 月），平均温度 19.9°C，累计降雨量 250 毫米；雨季（10 月至次年 3 月），平均温度 23.0°C。
SPS 与 FS 相比，平均每天可减少动物两小时的热应激。在一年的所有季节以及整个实验期间，SPS 下午的黑球湿度指数（BGHI）和 nH > 79 的值均低于 FS。2018 - 2019 年夏季，FS 下午的 BGHI 最大值为 83.2，而同期 SPS 的值为 80.0。
SPS 中记录的 BGHI 始终低于 FS，这与热带和亚热带地区热舒适度的相关文献结果一致。同样，本研究中 SPS 在所有季节的 nH > 79 值均低于 FS，这与其他研究结果相符。
这是首次发现，即使在一个有青贮饲料补充且存栏率比巴西平均水平高 256% 的集约化系统中，林牧系统（SPS）也是中和 CH4的有效选择，能够抵消用于高附加值产品和家具的木材中 77% 的肠道 CH4排放。在进行碳平衡计算时，研究遵循了 NCBB 协议，该协议对碳稳定性的要求非常严格。
实验获得了 Embrapa Southeast Livestock 动物伦理委员会的批准（声明 07/2017）。本研究期间生成和 / 或分析的数据集，可在合理请求下从相应作者处获得。
研究人员贡献声明：Henrique B. Brunetti 负责撰写 - 评审与编辑、撰写 - 初稿、验证；Patrícia P.A. Oliveira 负责撰写 - 评审与编辑、监督、资源、方法、调查、资金获取、概念化；José R.M. Pezzopane 负责撰写 - 评审与编辑、监督、资源、方法、调查、资金获取、概念化；Alberto C. de C. Bernardi 负责撰写 - 评审与编辑、监督、资源、方法、调查、概念化。
作者声明无相关财务或非财务利益冲突。
本研究得到了 Fapesp（资助编号：2019/04528 - 6 和 2023/02444 - 5）和 IABS/Rede ILPF 的支持。Henrique B. Brunetti 感谢 Fapesp（资助编号：2024/12895 - 7）和 CNPq（资助编号：153768/2024 - 0）的支持。
