城市食物系统演化的人地耦合启示及驱动力——以北京食物系统为例

为探明“城市化如何驱动食物系统变化”以及“食物系统变化蕴含何种人地耦合关系”的问题,本文以北京食物系统为例,研究了该食物系统自1978年以来的演变过程,揭示食物系统演变蕴含的人地耦合关系;并建立食物系统变化指标体系和城市化驱动力指标体系,运用驱动力评价、格兰杰因果关系检验、回归分析与网络分析相结合的方法研究北京食物系统演变的驱动力及作用机制。结果发现：近40多年来北京食物系统总体经历了本地农业生产不断弱化、食物消费需求持续增长、食物流通里程不断增加的演变过程。这种变化从地理学视角来看本质上是城市食物消费蕴含的人地耦合关系从邻近扩展到更远距离的过程——即食物系统近远程耦合的演化过程。在驱动该过程的影响因素中,居民收入增长是主要的初始驱动力,要素非农化是主要中间环节,人口集聚则具有最广泛的影响,最终导致外埠供应比例不断上升,食物里程持续增长。研究表明：蕴含在食物系统中的人地关系不只局限于特定的地点、特定的区域,而是以“流空间”与地点空间相互连接、相互渗透的形式呈现出来。因此,需要采取一种整合“流空间”与地点空间的理论视角及研究方法来认知此类开放系统中的人地耦合关系。     

厦门快速城市化中居民食物C、N、P消费动态

随着城市化进程的不断推进以及城市人口的快速增长,城市人类活动对生态系统的元素循环影响越来越显著,不可持续的家庭消费已成为造成全球环境问题的主要原因,食物元素消费的研究也成为可持续消费的重要研究内容。以厦门市为例,分析了1988-2010年居民食物C、N、P元素消费的变化趋势及特点,探讨与其变化相关的经济、社会因子。研究结果表明:1988-2010年全市食物消费总量不断增加,由49.33万t增长至106.36万t。但是人均食物消费量由321.28 kg/(人.a)降至301.32 kg/(人.a)。厦门市食物C、N、P消费总量均在上升,1988年食物C、N、P消费量分别为10.14、0.64、0.05万t,到2010年食物C、N、P消费量分别为17.29、1.21、0.11万t,分别增长了70.45%、88.91%、117.11%,与此同时人均食物C、N、P消费量却在降低,其变化趋势与人均食物消费量的变化趋势接近,但并不完全一致,其中下降幅度最大的为人均食物C消费量,下降了24.92%,其次是人均食物N消费量下降了16.79%,下降幅度最小的为人均食物P消费量降低了4.37%。这主要是由于食物消费结构发生变化所致,粮食在食物C、N、P消费总量中所占比例持续下降,禽畜肉、瓜果、鲜蛋、奶制品等在食物C、N、P消费总量中所占比例分别有不同程度的增长,城市家庭食物消费模式由"以粮食为主"向"以粮食和肉类、蔬菜为主"转变。通过将相关经济、社会因子与居民食物C、N、P消费量进行相关性分析表明,人均GDP、恩格尔系数、人均可支配收入、食物消费支出、食物价格指数、大学人口比重、平均家庭人口数,与食物C、N消费量均相关,与食物P消费量相关性不显著。     

满足城市食物消费需求的农业生产碳排放研究——以宁波为例

食物消费相关的农业生产阶段的碳排放研究,对于探讨气候变化背景下可持续消费模式的选择和低碳农业技术与管理的提升具有重要意义.以宁波市为例,采用生命周期分析与环境投入产出相结合的综合分析框架,对其2012年居民所消费食物在农业生产阶段的直接和间接碳排放进行研究,分析不同食物及不同排放源的排放特征.结果表明,粮食、猪肉、水产品和牛肉对食物消费碳排放总量的贡献最大,分别占28%、25%、10%和9%;粮食、蔬菜和蛋类单位热量和单位蛋白质的碳排放均较小,禽、蛋、水产、鲜奶单位蛋白质的碳排放低于牛羊猪肉;由农业投入品生产所带来的间接碳排放占总量的49%;化肥是多数植物性食物碳排放最大的贡献源,占植物性食物排放总量的33%;饲料是大多动物性食物碳排放的最大来源,占动物性食物排放总量的56%.为促进食物消费和农业生产的碳减排,一方面建议适当增加蛋类、水产品、禽类和鲜奶的消费比重,减少猪牛羊肉的消费比重;另一方面应着重提高农业投入品供应链的能效,推广优化施肥技术与管理,以及提升饲料品质.     

另眼看消费

当今政坛在应对全球金融危机时有一个共同特点,即把经济学上的“消费”一词当作万能的手段。但从科学角度和时代特征来看并非如此。依靠消费恢复经济的路线就同认为我们游历的地球是“平”的一样无知。从前,我们的消费概念就是消费食物、使用能源和其它资源,可以认为商业就是为消费者生产这些物质和能量。但是,任何一位科学家都明白,能量既不能被生产出来,也不能被“消费”掉,对于构成氧气、水、食物和所有物质资源的原子也是如此。     

中国食物生产消费系统碳素动态变化及其环境负荷

基于物质流原理,分析了1995~2016年中国食物生产消费系统的变化情况,测算并评价了食物生产消费系统碳素流动变化及食物碳消费导致的碳素环境负荷变化.结果表明：食物农业生产系统中碳汇和碳排总量整体均呈上升趋势,且碳汇增速明显高于碳排增速;食物生产系统碳素环境负荷中畜禽养殖产生的碳素环境负荷呈下降趋势,农用物资、农业活动及食物加工运输相关产生的碳环境负荷呈快速上升趋势.食物消费系统中,居民食物碳消费发生变化,居民碳消费结构从“以粮食碳消费为主”的饮食结构转变为“以粮食、肉类、食用植物油碳消费为主”的多元饮食结构,农村居民人均食物碳消费量由95.24kg/（人×a）降低至71.62kg/（人×a）,城镇居民人均食物碳消费量由52.06kg/（人×a）升至65.16kg/（人×a）.分析食物消费系统碳素环境负荷,进入大气的碳素环境负荷占主体地位,其次是土壤和水体,近年来进入土壤和水体的碳素比例增加.分析表明减少食物生产消费系统碳素环境负荷的措施,包括引导居民优化饮食结构,减少生活污水与厨余垃圾产生量,提高厨余垃圾与粪便还田比例,将系统中产生的废弃物内部循环利用等.     

基于入户称重调研的居民春节食物消费和浪费特征

节庆期间食物消费是中国居民食物消费的重要组成,但目前缺乏对其特征结构的精准刻画。本文利用大学生网络,于2018年春节期间实地入户称重调研,获得连续3天192户1728餐居民家庭食物消费的一手数据,定量分析居民春节期间食物消费与浪费的结构和特征。研究结果表明：（1）春节期间,人均食物消费量为541.05 g/(人·餐),浪费量为30.72 g/(人·餐),浪费率为5.68%,高于非节庆时期3个百分点。（2）食物消费多为生鲜食品与平日不会每日购买的“奢侈品”,以蔬菜（21.73%）、肉类（17.77%）、大米（12.45%）、水果（8.39%）和水产类（7.88%）为主。食物浪费结构与食物消费结构相似,以蔬菜（26.20%）、肉类（21.58%）、大米（16.34%）、水产类（11.78%）和酒水（8.43%）为主。（3）春节期间,不同人口规模的家庭食物消费水平差异显著,城乡家庭、不同收入及不同人口规模的家庭食物浪费水平具有显著差异。农村家庭人均食物消费量和浪费量均高于城市家庭;经济水平高和人口规模小的家庭食物消费和浪费量更高。研究结果定量刻画了中国居民春节期间的食物消费特征,为中国《中华人民共和国反食品浪费法》中食物浪费的监测评估提供数据支撑,具有重要借鉴意义。     

西藏食物保障度分析及对策

食物保障是西藏社会性经济可持续发展重要问题之一。分析表明，西藏食物保障度及目标因食物种类而异。尽管粮食总产及单产均持续增长，但结构性短缺问题难以解决，粮食保障不应过分强调自给率目标；肉类中羊肉自给，但猪肉基本依靠内地；蔬菜保障存在生产不稳定问题，如何提高生产的稳定性是问题的关键。对居民营养摄入量及结构的分析表明，城乡居民食物消费结构及来源结构有较大差异，城镇居民食物消费与内地差异不大，而乡村居民的食物消费呈现极显著的本地化特征；分析还表明，城乡居民生活支出中有一半以上用于食物，表明收入和生活水平还不高，特别要关注低收入居民的食物问题。为此，粮食不应继续作为食物保障的重点，重点应在鲜活食物的保障；建立包括开放食物流通系统和开放食物生产系统在内的开放的食物保障系统；改善交通运输条件、增进食物空间可达性，包括增进食物生产资料空间可达性和改善畜产品外销通径；增强储备意识和能力：保障贫困人口食物供给：广辟食物来源。     

昆明市食物生产消费碳素动态变化

食物生产消费系统中碳素的梯级流动变化会产生一系列环境影响.基于1990—2013年昆明市食物生产消费变化,测算分析了农业生产的碳汇碳排量、城乡居民食物碳消费动态变化及食物碳消费带来的环境负荷变化.结果表明,食物生产系统中碳汇和碳排总量分别由1990年的705.44 Gg·a~(-1)和496.92 Gg·a~(-1)增长至2013年的1195.53 Gg·a~(-1)和1012.33 Gg·a~(-1),净碳汇水平为正值,但呈下降趋势;城镇居民人均食物碳消费量由61.42 kg·人~(-1)·a~(-1)减少至44.65 kg·人~(-1)·a~(-1),农村居民人均食物碳消费量由87.96 kg·人~(-1)·a~(-1)降至48.78 kg·人~(-1)·a~(-1),食物碳消费总量由336.00 Gg·a~(-1)波动下降到294.53 Gg·a~(-1).畜禽养殖粪便排放和肠道发酵是食物生产过程中的主要碳源,占到60%以上,其次是农用物资投入所产生的碳排放,约占30%,并呈增加态势,其中,化肥是农用物资碳排放的主要影响因素.食物消费造成的碳素环境负荷中,损失进入大气的碳素比例最高,占到80%,其次是土壤,最少的是水体.进入大气的碳素由1990年的270.63 Gg·a~(-1)波动下降至2013年的170.68 Gg·a~(-1),减少了36.93%,但进入土壤和水体的碳素明显增长,其中,厨余垃圾碳量由35.42 Gg·a~(-1)增加至129.84 Gg·a~(-1),增加了266.57%.昆明市作为低碳城市试点,需要采取针对性措施发展低碳农业及低碳消费.     

科学立法制止餐饮浪费的若干问题——“食物节约立法”专家笔谈

食物浪费问题受到全球广泛关注。国外已有不少国家通过法律加以全面调整。食物浪费现象产生的原因有科学技术、行为人主观因素、传统所有权制度固有缺陷等方面。我国食物浪费主要以大众餐饮食物浪费为主,在全社会必须形成节约光荣、浪费可耻的法律氛围。发生餐饮食物浪费的领域主要包括婚宴、“事件性宴聚”、商务宴请、朋友聚餐。我国虽有法律涉及食物浪费问题,但现行规定较为原则、分散,缺乏系统性、可操作性。对食物浪费行为进行法律规制是保障粮食安全、履行国际义务、节约资源、保护生态环境、升级整合法律规范的需要。应该制定一部专门性法律,将资源社会性理念和绿色发展理念融入立法,通过直接禁止、税收调整、消费引导等方式综合规制公共主体、公民个人这两类主要行为主体在食物生产、加工和消费各环节的食物浪费行为。立法调整的重点应该是食物和浪费食物的行为。     

北京市食物消费虚拟水含量研究

虚拟水是指在生产商品和服务过程中消耗的水资源数量。人们在消费商品或服务的过程中,即在消费隐含其中的虚拟水。我国是水资源比较匮乏的国家,且水资源在时间和空间上分布不均匀。随着人口和经济的不断增长,我国对水资源的需求也逐渐增加,缺水问题日益严重。水资源短缺已经成为制约我国社会经济发展的关键因素。虚拟水理论为解决水资源危机提供了新的思路。在居民的虚拟水消费中,食物消费中隐含的虚拟水占很大比例,且食物消费与居民生活息息相关。本文以北京市为例,计算了2009年北京市居民食物消费中隐含的虚拟水含量,并对城乡居民和不同收阶层居民的食物虚拟水消费总量及结构进行了对比分析。结果显示,北京市居民食物消费的虚拟水含量在城乡间及城乡各收入阶层间都存在差异,且城乡间及农村各收入阶层间虚拟水消费结构也存在差异。造成这种差异的原因是消费水平及消费结构的不同。     

城市餐饮食物浪费的磷足迹及其环境排放——以北京市为例

除了威胁食物安全,食物浪费不仅造成了资源的巨大浪费,还给环境带来了沉重的压力。食物中的磷元素是人类所必需的基本元素,其代谢过程也是生态系统循环重要的组成部分。磷肥一方面能够增加粮食产量,另一方面也会造成土壤磷积累和水体富营养化。论文根据对北京市136家餐饮机构,2 704桌消费者餐饮食物浪费调查数据,研究了北京市餐饮食物浪费的磷足迹及其环境排放。研究表明：北京市餐饮食物浪费量为39.97×10⁴ t/a ,其含磷量为1.21×10³ t/a;北京餐饮食物浪费的磷足迹为40.56 g P/kg,这意味着每浪费1 kg的食物,将向环境排放40.56 g 磷。因此,合理地进行餐饮消费,减少餐饮食物浪费,对于保证食物安全和环境保护都具有重要的作用。     

巢湖流域农田生态系统磷代谢分析

采用物质流分析方法,建立巢湖流域农业种植系统的静态磷代谢分析模型,结合统计数据和文献参数,估算了2008年巢湖流域农田生态系统排水含磷来源分配以及流域各县(市)农田生态系统排水的磷含量.结果表明,巢湖流域整个农田生态系统的排向水体的含磷总量为14125.1158t,其中化肥和还田畜禽粪便是巢湖流域农田生态系统磷输入的主要来源,其排入水体的含磷总量分别为37172.0944t和26230.2336t;而肥西县与合肥市辖区是农田种植对水环境影响最大的区域,其农田生态系统排水含磷总量分别为4077.6575t和2849.133t.     

The evolution of phosphorus metabolism model in China

It is important to analyze why phosphorus metabolism is unsustainable in China's modern industrial society. In this paper, the Substance Flow Analysis (SFA) approach is used to build different models of phosphorus metabolism for the following three periods: the prehuman period, traditional agricultural period and modern industrial period. Based on these models, the evolution process of phosphorus metabolism in China is analyzed from the viewpoint of its metabolic structure and intensity. The indices of intensity analysis involve phosphorus input, phosphorus circulation and recycling efficiency, phosphorus production and production efficiency, water phosphorus emission and water emission proportion, solid waste phosphorus output and solid waste discharge proportion. Through the analysis of the evolution process, the key factors that cause the lack of sustainability of phosphorus metabolism in China are identified, which can be summarized by four aspects: the increase of soil phosphorus accumulation, the increase of water phosphorus emission, the decrease of recycling efficiency and the decrease of production efficiency in croplands. Furthermore, the specific unsustainable processes of phosphor resources utilization in China are discussed. For these unsustainable processes, the relevant solutions for the phosphor resources crisis are given.     

反食物损失和浪费：日本经验与镜鉴

中国食物浪费问题严重,对粮食安全及资源环境构成重大挑战。新出台的《中华人民共和国反食品浪费法》开启了食物系统节流战略的顶层设计,而具体可操作的落地机制亟待探寻。研究通过政策归纳总结、趋势统计、对比分析等方法,参考日本官方网站发布的第一手资料,从法律演进、政策目标、机构职能、监测体系、国民行动等方面梳理了日本减少食物浪费的做法。研究指出：日本通过扩大生产者责任、制定食物系统节流目标、构建食物损失监测和核算体系、开展多部门协作,形成了较为完善的反食物浪费政策保障体系。基于日本经验的启示,凝练出中国未来反食物损失和浪费的政策路径与对策：食物安全理念应由增产导向转为开源、节流双向发力;增强法律的针对性和约束性;开展跨部门协作机制,全环节减少粮食浪费;构建食物损失和浪费监测核算体系,分行业分对象设计节流目标。     

草甘膦生产工艺水资源代谢分析与优化建议

以某农药集团草甘膦生产工艺为例,运用工业代谢分析方法对其水资源代谢过程进行量化分析,建立了水代谢平衡账户并绘制了水代谢图,在此基础上,识别和筛选出草甘膦生产过程中的主要用水单元及废水排放单元,并据此提出优化建议. 结果表明,草甘膦生产过程中的主要用水类别为蒸汽,其蒸汽消耗单元多且用汽量大,而换热网络单一,冷凝水浪费较严重,系统中水资源重复利用水平较差.针对该问题,从系统优化和节水管理等方面提出了工艺废水的重复利用及主要用汽单元之间的换热网络优化等建议,以期提高生产过程中的水资源利用效率.      

Technical measures to achieve a cleaner production mode for recycled paper mills

China’s paper production reached 79.8 × 10⁶ t in 2008 and ranked number one in the world. Because of its high consumption of water, energy and materials and its serious pollution, the present processes are not likely to be sustainable. An alternative, the closed Water Loop-Papermaking Integration (WLPI) method, is put forward in this paper. The WLPI method can be realized in a recycled paper mill by adding technologies and using recycled water. Many industrial case studies have shown that a large quantity of water, energy and materials can be saved, and the quantity of waste sludge and wastewater discharge was minimized by using the WLPI method. The design of the water reuse system, control of calcium hardness, water recycling and minimal waste sludge are discussed. Anaerobic technology plays an important role in the WLPI method to lower cost, energy use and waste. In the brown paper and coated white board production, zero-effluent discharge can be realized. Fresh water consumption is only 1–2m³·t⁻¹. For the paper mills with deinking and bleaching processes, about 10 m³·t⁻¹ of fresh water and a similar amount of effluent discharge are needed. Power saving using anaerobic technology is 70% when recycled water is used in comparison with the conventional activated sludge process.Waste sludge can be decreased to about 5% of the initial process due to reuse of the waste sludge and the lower bio-sludge production of the anaerobic process.     

蒸汽爆破对污泥和餐厨垃圾联合厌氧消化的促进效果

鉴于蒸汽爆破（简称"汽爆"）预处理对污泥和餐厨垃圾联合厌氧消化的影响还鲜有报道,为探讨汽爆预处理对污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化的促进效果及经济可行性,利用小型发酵罐在35℃下开展了未预处理污泥和餐厨垃圾联合消化、汽爆污泥单独消化、汽爆污泥和餐厨垃圾联合消化的试验,并进行能耗分析.结果表明,未预处理污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,VS（挥发性固体）去除率为33.9%,沼气产率为311.0 mL/g（以投料VS计）;汽爆污泥单独消化阶段,VS去除率和沼气产率均略高于未预处理污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,但反应器ρ（NH₄+-N）过高,影响产气稳定性,沼气φ（CH₄）较低.汽爆污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,VS去除率和沼气产率分别达到49.5%和420.5 mL/g,显著优于未预处理联合消化阶段.能耗分析表明,预处理的升温过程使汽爆预处理整体能耗偏高,但若能有效回收70%的热量,则汽爆预处理可提高污泥-餐厨垃圾联合中温厌氧消化工艺3.34 kW·h/t（以污泥量计）的能量产率.研究显示,汽爆预处理可提高污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化工艺35.2%的沼气产率,但由于预处理能耗较高,预处理过程中热能的有效回收是汽爆预处理应用于污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化经济可行的关键.      

海岸带污染负荷预测模型及其在渤海湾的应用

针对海岸带及其近岸海域污染的特点,建立旨在为污染负荷总量的控制与削减以及在不同部门的重新分配提供技术手段和科学依据的海岸带水污染负荷预测模型．该模型涵盖了海岸带区域的主要污水排放部门,综合采用统计回归、灰色预测等方法,解决了由于数据缺乏或相互关系不明确而带来的环境系统的不确定性问题,并依据天津市污染负荷历年统计数据对模型加以验证．通过对天津市近岸海域近10年氮、磷、石油类和耗氧有机物排放量估算结果可以看出,万元产值工业废水排放量逐年下降,耗氧有机物排放量逐年缓慢增长．在污水排放总量中,有2／3的耗氧有机物和75％以上的氮来自于生活污水,因此天津市应重点控制生活污水排放．     

合肥高新区资源能源消耗回顾性评价研究

以合肥高新技术产业开发区为例,利用2003年-2008年的资源能源数据,通过回顾性评价研究方法,分析出新鲜水耗量是在正常消耗范围、单位工业增加值废水产生量低于国家标准值、综合能耗弹性系数呈下降趋势和控制SO2排放量的必要性等一系列问题,这对合肥高新区今后的发展将起到积极指导作用。