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传统碳足迹分析未考虑 GHG 特性与畜牧系统关系。研究人员开展奶牛、肉牛等系统的碳足迹评估，区分 CH?、N?O、CO?的生物 / 化石来源。发现 CO?（化石）排放最高，肉牛系统排放显著更高，为减排策略提供方向。
在全球气候变暖的大背景下，畜牧业作为温室气体（GHG）排放的重要贡献者，其环境影响日益受到关注。然而，传统的畜牧业碳足迹评估通常将多种 GHG 统一换算为二氧化碳当量（CO?-eq），采用 100 年全球变暖潜能值（GWP100）进行综合评价，这种方法忽略了不同 GHG（如甲烷（CH?）、氧化亚氮（N?O）、二氧化碳（CO?））的大气寿命、辐射强迫特性以及生物源与化石源的差异。例如，CH?作为短寿命气候污染物（SLCP），其短期增温效应显著，而 CO?作为长寿命气候污染物（LLCP），对长期气候影响更深远。同时，生物源 GHG 来自碳循环的快速周转，而化石源 GHG 则是向大气的净碳添加，二者的气候效应截然不同。因此，深入解析不同畜牧业系统中各类 GHG 的排放模式及其来源（生物 / 化石），对于制定精准的减排策略至关重要。
为了填补这一研究空白，意大利的研究人员开展了一项针对多种畜牧业系统的碳足迹研究。该研究涵盖了奶牛（平原和山区）、肉牛、猪和家禽等不同动物类别，采用从摇篮到农场门的归因型生命周期评估（LCA）方法，详细分析了动物和粪便管理、农场内外饲料生产、农场材料生产和使用等阶段的 GHG 排放，并区分了化石源和生物源。研究以 1 千克动物食品粗蛋白（CPAF）为功能单位，通过广义线性模型分析了不同畜牧系统对各类 GHG 排放模式的影响。研究成果发表在《animal》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，通过实地调研收集了意大利北部 17 个肉牛场、75 个山区奶牛场、28 个平原奶牛场、10 个猪场和 15 个家禽场的数据，包括动物存栏量、饲料组成、 manure 管理方式、能源和材料消耗等。其次，运用 IPCC 推荐的方法计算了肠道发酵和粪便储存产生的 CH?和 N?O 排放，采用 Ecoinvent v3.8 和 Agri-footprint v5.0 数据库获取饲料生产、能源使用等环节的化石源 CO?排放因子。最后，通过统计分析（Shapiro-Wilk 检验和广义线性模型）评估了不同畜牧系统对 GHG 排放的影响，并进行了正交对比（如反刍动物与单胃动物系统、奶牛与肉牛系统）。
不同畜牧系统的 GHG 排放差异
研究发现，所有畜牧系统中 CO?都是排放量最大的 GHG，其排放量是 CH?的 10-255 倍，N?O 的 284-646 倍。反刍动物系统（肉牛、奶牛）的 CH?和 N?O 排放量显著高于单胃动物系统（猪、家禽），其中肉牛系统的 CH?排放（2.88 kg/kg CPAF）是家禽的 72 倍，这与反刍动物特有的肠道发酵过程密切相关。在奶牛系统中，山区奶牛场的 CH?排放（1.02 kg/kg CPAF）高于平原奶牛场（0.76 kg/kg CPAF），可能与山区牧场以干草为主的饲料结构有关。单胃动物中，猪场的 CH?和 N?O 排放均高于家禽场，这与猪的饲料摄入量和 manure 管理方式有关。
不同生产阶段的 GHG 贡献
CH?排放主要来自反刍动物的肠道发酵（占 80%-90%），而猪场的 CH?排放则主要来自粪便储存。N?O 排放的主要来源是饲料生产（占 65%-90%），其中肉牛系统的饲料生产阶段 N?O 排放最高，可能与肉牛饲料中高比例的青贮玉米和外购饲料有关。CO?排放方面，饲料生产和能源材料使用是主要贡献者，肉牛系统的 CO?排放（27.6 kg/kg CPAF）显著高于其他系统，这与其较低的饲料自给率和较高的饲料运输需求有关。
生物源与化石源 GHG 排放特征
生物源 GHG 排放主要与动物种类相关，反刍动物的生物源排放以 CH?为主，猪场以粪便 CH?为主，家禽场以饲料生产阶段的 N?O 为主。化石源 GHG 中，CO?占主导地位（74%-89%），主要来自饲料生产中的化肥使用、能源消耗和运输。肉牛系统的化石源排放显著高于其他系统，而奶牛、猪和家禽系统的化石源排放差异不大，表明提高生产效率（如增加单位土地的蛋白产量）对减少生物源排放有效，但对化石源排放影响有限。
这项研究揭示了不同畜牧系统的 GHG 排放模式及其生物 / 化石来源差异，强调了化石源 CO?排放的重要性。传统的减排策略往往聚焦于 CH?和 N?O，而本研究表明，减少化石源 CO?排放（如优化饲料生产中的能源结构、减少化肥使用、提高饲料自给率）对于实现畜牧业碳中和至关重要。此外，区分 GHG 的来源有助于制定针对性策略，例如针对反刍动物的饲料添加剂以减少肠道 CH?，针对单胃动物的 manure 管理技术以降低 N?O，以及针对所有系统的可再生能源替代以减少化石源 CO?。这些发现为畜牧业的可持续发展和全球气候目标的实现提供了科学依据。
