南京市食物里程与交通运输碳排放核算.pdf

第 卷第 期 年 月环境生态学 南京市食物里程与交通运输碳排放核算陈子璇尹海伟孔繁花徐艳红苏 杰孙逸冰(.南京大学 建筑与城市规划学院江苏 南京.南京大学 地理与海洋科学学院江苏 南京.内蒙古自治区国土空间规划院内蒙古 呼和浩特)摘要:食品运输所带来的碳排放作为温室气体的重要来源已成为备受全球关注的议题 然而基于我国国情对居民消费食物整体进行交通运输碳排放的定量研究尚不多见 因此以南京市为例基于百度地图 路线规划、实地调研、统计年鉴等数据估算了分类食物里程和总体食物里程通过设定食物本地化率的不同水平对南京市食物运输碳减排效应进行了多情景评价并提出了减少食物里程和碳排放量的对策建议 结果表明:南京市食物整体里程为 食物本地化率约为 食物运输二氧化碳排放量约为 /食物运输方面具有较大的碳减排潜力蔬菜及菜制品是碳减排效应最显著的食物 研究结果可为完善南京市食物系统、降低食物里程与交通运输碳排放提供决策参考关键词:食物运输食物里程碳排放碳减排效应食物本地化中图分类号:文献标识码:文章编号:().(.).().:.:收稿日期:基金项目:国家自然科学基金面上项目()和科技部国家重点研发计划项目()资助作者简介:陈子璇()女广西桂林人本科生主要研究方向为城市规划通讯作者:徐艳红:.随着温室气体排放量的不断增加全球变暖对生态系统和自然环境的影响不断加剧 气候变化逐渐成为全球性问题使世界各国面临艰巨的碳减排压力 因此食物系统中的能源消耗和碳排放成为一项重要议题 由于生产方式粗放、远距离运输能耗大、食物浪费严重等问题食品产业的温室气体排放量在全球排放总量中占比超过/并呈现上升趋势 其中食物运输阶段的碳排放量占食物生产相关碳排放量的 并随着全球化和运输网络的逐渐完善而持续增长为表征食物运输距离不断增加对环境和社会造成的影响食物里程()的概念在 年被提出它被定义为食物从产地到消费者的距离它能衡量食物运输过程造成的环境负担并提倡通过生产和消费本地产品减少碳排放量 由于环 境 生 态 学第 期食物运输过程的碳排放量不只与运输距离有关因此食物里程衍生出广义概念包括运输产生的碳排放以及远距离运输导致的环境问题 国内外有关食物运输碳排放量的定量计算主要采用投入产出法()和生命周期法()其中投入产出法主要反映宏观区域内温室气体排放情况生命周期法则评估食物系统全周期的累积环境影响 目前基于生命周期法的研究成果较多研究地区以发达国家为主例如 年加拿大的进口水果和农产品占总量的 造成了 万 的二氧化碳排放美国的加工食物平均运输距离超过了 且呈现增加的趋势在英国食物相关的陆路货运交通碳排放量占其总排放量约/由于食物运输碳排放量受运输方式、土地利用模式等因素影响我国的食物运输状况与发达国家存在较大差异 因此亟需依据我国国情针对食物里程碳排放量开展定量研究本研究以南京市居民消费的食物整体作为研究对象通过系统考虑食物类型、运输方式和食物零售业态等多个方面更为准确地量化食物里程和食物运输碳排放情况评估多情景下食物运输碳减排效应和碳减排潜力以期为完善南京市食物系统、降低食物里程与交通运输碳排放提供决策参考 研究区域与方法 研究区域概况南京是长三角地区的特大城市和粮食主销区“十三五”期间市外调入粮食总量 万 与东北、河南、安徽、福建、浙江、苏北等地区保持较为稳定的产销合作关系 随着常住人口迅速增长、粮食年均种植量逐渐下降南京面临粮食自给能力下降、土地资源受限等问题 同时在实现“碳中和”目标的关键时期食物系统作为碳排放的重要来源也面临碳减排任务 因此亟需厘清南京市食物运输里程与碳排放现状为提升食物本地化率、降低食物里程与交通运输碳排放提供科学支撑 数据来源与预处理 食物类型划分与居民食物消费情况根据江苏统计年鉴中“城镇常住居民家庭平均每人主要消费品消费量”和中国居民膳食指南()膳食分类将南京城市居民消费的食物类型划分为 大类 小类(表)表 年江苏省城镇居民家庭人均主要消费品消费量 食物种类大类小类人均摄入量/在总食物量中占比/粮食 小麦 稻谷 其他 油脂类 蔬菜及菜制品深色蔬菜 浅色蔬菜 肉类 猪肉 牛肉 羊肉 其他 禽类 水产品 蛋类及蛋制品 奶和奶制品 鲜瓜果类 注:指大类内不含细分小类 食物主要来源地通过线下和线上调研相结合的方式对南京市食物来源进行调查 当前我国生鲜及农副产品零售的主要渠道为农贸市场、社区超市、大型超市和生鲜电商线下店等因此研究选取各类零售业态的代表性商铺进行调研 于 年 月在金润发超市、盒马鲜生线下店在售的农副产品进行了实地和线上调研通过食物标签或 提供的信息获取食物产地在南京农副产品物流中心网站(.)上获取 年 月 日每日交易农副产品的品种和产地排除重复数据后最终获得 份有效数据 食物运输距离国内食物运输以公路货运为主进口食物以航运为主 因此研究基于百度地图 服务 的路线规划工具爬取各省市到南京市常规驾车路线的距离并基于船讯网(.)查询境外主要港口到南京市港口的货运航线里程作为食物运输距离共获取 条公路数据和 条航线数据 年陈子璇等:南京市食物里程与交通运输碳排放核算 食物零售模式根据 年 农 贸 市 场 发 展 情 况 调 查 报告全国农贸市场约占农副产品零售市场份额的 大型超市和社区超市约占 生鲜电商平台占比约 其余为路边摊、农民自产自销等非正式业态 不同零售业态的供应链模式不同食物来源也存在差异本研究基于零售渠道的市场份额估算来自不同渠道的各类食物消费量 研究方法 基于路线规划数据和食物消费结构的南京市食物里程计算本研究基于百度 路线规划数据与居民食物消费结构通过分类食物里程的计算比较和分析不同种类的食物运输情况差异通过整体食物里程的计算获得居民消费食物的总体运输距离由于细分食物种类的供应量与销售量较难获得本研究将各大类中不同食物的消费量和每类食物各产地的供应量近似为等量进行估算 记 类食物的里程为 在 类零售业态中销售每类零售业态的销售额占比为 又记每类零售业态的产地数量分别为 产地运输里程为 则分类食物里程的计算公式为:(/)()记 为整体食物里程为 在居民总食物消费量中的占比则整体食物里程的计算公式为:()()基于食物里程和运输能耗的南京市食物运输碳排放量核算根据南京市运输现状和运输相关参数本研究将食物运输碳排放量分为 部分:公路运输燃油导致的二氧化碳排放量 公路运输过程中食物贮藏所需能源导致的二氧化碳排放量 航运二氧化碳排放量(含贮藏)故食物运输过程的二氧化碳排放总量 总为:总()()()公路运输二氧化碳排放量公路食物运输的碳排放来源主要为燃油和食物贮藏两部分 大型车辆以柴油发动机为主因此通过估算公路运输的柴油消耗量并根据柴油与标准煤的折算系数进行换算计算燃油产生的二氧化碳 记货车的单位载质量变化燃料消耗量为取 /()某类食物里程为 食物消费量为 柴油密度为 取 /则柴油消耗量(单位:)的计算公式为:()/()根据折算系数将柴油换算为标准煤计算其碳排放量及二氧化碳当量 已知柴油到标准煤的折算系数 为 标准煤的碳排放系数 为 则公路货运燃油产生的二氧化碳排放量(单位:)为:(/)()由于食物贮藏及冷藏、冷冻所需能源常用耗电量计算因此通过估算食物运输过程中贮藏所需电量并根据电量与标准煤的折算系数换算得到食物贮藏产生的二氧化碳 记贮藏耗电量为 /食物消费量为 则耗电量(单位:)为:()运输过程中蔬菜、蛋类及蛋制品等以保鲜为主耗电量约为 /瓜果、奶类及奶制品等以冷藏为主耗电量为 /肉禽类、水产品等以冷冻为主耗电量约为 /根据折算系数 为 将电量换算为标准煤计算其碳排放量及二氧化碳当量 公路货运食物保鲜产生的二氧化碳排放量为:(/)()()航运二氧化碳排放量不同类型货船的燃料消耗量存在差异此差异包含了食物贮藏部分所导致的消耗量不同因此本研究将航运的行驶燃油消耗量和贮藏燃油消耗量作为整体进行估算并根据折算系数将燃油转换为对应的二氧化碳排放量 假设航运所用货船全部使用柴油柴油燃烧热值约为 /记某类食物里程为 食物消费量为 在运输普通食物、需冷藏食物或需冷冻食物时燃料消耗量为/()则柴油消耗量(单位:)的计算公式为:/()航运中粮食、油脂等贮藏要求较低一般通过普通船运输燃料消耗量为 /()鲜瓜果等需由冷藏船运输燃料消耗量为 /()水产品等通过冷冻船运输燃料消耗量为 /()根据折算系数 将柴油换算为标准煤计算其碳排放量及二氧化碳当量(单位:)为:(/)()环 境 生 态 学第 期 不同食物本地化率情景下南京市食物运输碳减排效应评估 本研究基于南京市往年食物本地化情况、未来食物本地化目标与实际可行性设置 种不同食物本地化率情景(表)估算各情景下南京市食物运输碳排放量及碳减排效应 由于粮食类食物与 表 南京市食物本地化率情景设置 现状/上升较少时本地化率/上升中等时本地化率/上升较多时本地化率/粮食类 油脂类 蔬菜及菜制品 肉类 禽类 水产品 奶类及奶制品 蛋类及蛋制品 鲜瓜果类 整体本地化率 国家土地利用规划相关鲜瓜果、油脂类食物的生产受自然环境影响较大难以显著提高本地化率因此本研究的食物运输碳减排估算仅考虑蔬菜及菜制品、肉类、禽类、水产品、奶类及奶制品、蛋类及蛋制品 由于本地化食物仍存在保鲜需求因此假设食物保鲜耗电量不变主要估算食物运输过程中燃油导致的二氧化碳排放量变化 结果与分析 南京市食物主要来源地和食物里程分析由调查结果(图、图)可知南京市食物来源分布在全国 个省主要来源地为江苏、山东和安徽 本地食物总体占比很低仅为 其中蔬菜及菜制品和奶类及奶制品占比最大约为 和 粮食、油脂、肉类、禽类和鲜瓜果占比极低均不足 另外不同类别的食物来源分布情况存在较大差异:粮食和鲜瓜果的来源地分布较为分散运输距离超过 的供应地较多进口鲜瓜果产地多达 个国家 蔬菜、禽类、水产品、奶类的产地较多大多是距离南京市 以内的省市油脂、肉类和蛋类的来源地最为集中且运输距离相对较短 注:基于审图号为()号的标准地图制作底图无修改图 整体食物来源空间分布.年陈子璇等:南京市食物里程与交通运输碳排放核算图 食物来源分布及比重.食物里程计算结果(表)显示南京市整体食物里程为 主要来源于粮食、蔬菜及菜制品和鲜瓜果的运输三者的里程之和占总里程约 类食物的分类食物里程都超过 平均里程最远的为油脂类、鲜瓜果和粮食均超过 平均里程最近的为肉类和蛋类及蛋制品在 以内对于居民摄入量较大的食物类型如粮食、鲜瓜果、蔬菜及菜制品减少其运输距离对降低总体食物里程有显著作用对于平均里程相对较远但居民摄入量较小的食物如油脂类、禽类虽然其运输距离有较大的降低潜力但对降低总体食物里程的影响不显著表 各类食物的分类食物里程与加权食物里程 食物类别分类里程/摄入量占比/加权里程/加权里程占比/粮食 油脂类 蔬菜及菜制品 肉类 禽类 水产品 蛋类 奶和奶制品 鲜瓜果类 总食物里程/南京市食物运输碳排放量核算基于江苏省统计年鉴的食物人均摄入量和南京市统计年鉴的常住人口数量所得的南京市食物年消费总量对南京市食物运输二氧化碳排放量进行估算 由表 可见食物运输过程中的二氧化碳排放总量为 其中货车运输(含贮藏耗电)产生的二氧化碳达 占总量的 航运产生的二氧化碳排放量约为 粮食、蔬菜及菜制品和鲜瓜果是运输过程中二氧化碳排放量最大的 类食物分别排放了 、和 三者合计占总排放量()的 其余食物种类的二氧化碳排放量相对较少表 南京市年食物运输二氧化碳排放总量 食物种类食物总消费量/万 货车燃油碳排放量/货车贮藏碳排放量/航运碳排放量/排放总量/粮食 油脂类 蔬菜及菜制品 肉类 禽类 水产品 蛋类 奶制品 鲜瓜果 总计 食物运输碳排放量的主要来源为公路货运的燃油消耗(图)但对于食物里程相对较近、保质期较短的食物食物贮藏产生的二氧化碳占比则相对更高如肉类、蛋类及蛋制品和水产品超过/的二氧化碳排放均来自运输过程中的保鲜耗电由于绝大多数碳排放来源于货运燃油因此总体而言加权里程较大的食物产生较高的运输碳排放量但食物的单位重量运输碳排放量排序则差异较大 由图 可见鲜瓜果的平均碳排放量最高与其贮藏要求高、食物里程远有关蔬菜和菜制品里程较近、保鲜耗电相对较少每吨蔬菜运输过程中产生的二氧化碳相对较少由上述结果可见食物里程对食物运输碳排放量具有较大影响提高食物本地化率对减少碳排放具有积极效应尤其是对于居民消费量较大的食物如蔬菜和菜制品等环 境 生 态 学第 期图 食物运输二氧化碳排放总量及单位重量排放量.南京市食物运输碳减排效应多情景评价由表 可见随着本地食物占比提高食物运输二氧化碳排放量显著降低 当食物本地化率上升较少时二氧化碳排放总量为 降低约 其中蔬菜、蛋类、奶类的运输碳排放下降量为现状的 肉类、禽类及水产品下降量为现状的蔬菜运输二氧化碳排放减少量最大达 当食物本地化率上升程度为中等时二氧化碳排放总量为 此时蔬菜运输二氧化碳排放量减少了 肉类、禽类和水产的碳排放减少速度相对放缓 当食物本地化率上升较多时二氧化碳排放总量下降至 肉类、禽类和水产品的运输碳排放量仅为现状的 蛋类运输为现状的 蔬菜及奶类运输仅为现状的约 表 多情景下南京市年食物运输二氧化碳排放量 食物种类现状 排放量/本地化率上升较少时排放量/本地化率上升中等时排放量/本地化率上升较多时排放量/粮食 油脂类 蔬菜类 肉类 禽类 水产品 蛋类 奶类 鲜瓜果 总计 计算多情景下的二氧化碳排放减少量及对应的标准煤消耗减少量可见(表)南京市食物运输碳排放仍存在较大的降低空间 其中蔬菜及菜制品具有最为显著的碳减排潜力当本地化率提升至时二氧化碳减排约为总碳减排量的 折合标准煤约 奶类及奶制品也会带来较大的碳减排效应这与奶类当前的本地化率较低但本地化提升潜力较高有关 除此之外肉类、水产品、禽类等食物尽管本地化率提升空间相对较小但其减少的二氧化碳排放量和标准煤消耗量仍不可忽视表 多情景下南京市年食物运输碳减排及标准煤消耗减少情况 食物种类二氧化碳排放减少量/标准煤消耗减少量/本地化率上升较少本地化率上升中等本地化率上升较多本地化率上升较少本地化率上升中等本地化率上升较多蔬菜类 肉类 禽类 水产品 蛋类 奶类 总计 由此可见提升食物本地化程度能有效降低食物运输过程中的碳排放量且南京市现状食物系统的本地化仍具有较大的提升空间 调整食物供应链 年陈子璇等:南京市食物里程与交通运输碳排放核算和食物运输模式、增加本地化食物供应对减少二氧化碳排放、节约能源、实现碳达峰与碳中和任务具有显著作用 讨论对比本研究的估算结果与已有研究发现:)由于周边农副产品重要产地分布较多与我国其他城市相比南京市食物里程相对较近但食物本地化率仍有较大的提升潜力因此需要发展本地农业、加强与周边区域的食物供给合作提升南京市的食物本地化率)我国城市的食物里程和运输碳排放量显著低于发达国家食物运输主要依靠城市间的公路货运进口食物相对较少且主要通过航运输送这反映了我国的食物自给率相对较高 但本研究受样本量不够大、调研的农产品种类存在季节性特征以及缺少细分食物的实际消费量数据影响食物里程和运输二氧化碳排放量的估算结果可能存在一定偏差尽管已有研究和相关政策反映了都市农业对减少食物运输碳排放和提升食物本地化率具有重要意义但城市规划对食物系统的关注和认知仍然不足不少人习惯将农业和食物系统归于乡村而非城市空间当食物供应系统被纳入城市规划中时往往与其他零售业态混为一谈这使得城市规划尚未构建起能够适应都市农业发展所需的框架体系都市农业在城市的用地规划中也容易被置于优先级较低的位置 近年来学者逐渐意识到农业与城市之间并非“割裂”的关系并针对食物系统和农业可持续发展提出了一系列新型理念试图将农业生产融入城市空间本研究吸取其他城市都市农业发展的实践经验结合南京市食物运输和食物本地化现状情况提出缩减食物里程和碳排放量的对策如下:)加强建设区域内城市间食物供给系统提升南京市本地农业基地生产力 首先提升城市农业生产基地的生产效率扩大八卦洲野生蔬菜基地、六合蔬菜基地等蔬菜生产基地的规模提升常年性蔬菜的供应能力其次加强与都市圈其他城市及周边省份城市的农业供应合作充分发挥马鞍山、滁州、镇江、淮安等周边城市的农副食品生产基地的剩余生产能力在南京市周边形成较为完善的食物供应链降低非本地食物的平均运输里程)发掘非农业用地的种植潜力 首先将农业种植纳入城市绿化范畴充分利用社区公园、城市公园等绿化空间增加农业种植面积 其次鼓励屋顶农业的发展利用消极空间进行农业种植 再次在社区内建立垂直农场将农产品种植、运输、消费和废弃物处理集中于社区内缩短生产地到消费者的距离减少食物在运输过程中的碳排放量 结论本研究以南京市居民消费的食物整体作为研究对象估算了食物里程和食物运输碳排放情况评估了多情景下食物运输碳减排效应 本研究创新性地以居民消费“菜篮子”整体为研究对象通过系统全面地涵盖食物类型、运输方式和食物零售业态等多个方面提升了核算食物里程碳排放量和碳减排效应的准确性 研究结果显示当前南京市食物本地化率很低()南京市食物整体里程较大()全年食物运输二氧化碳排放量约为 多情景下的碳减排量估算结果表明南京市食物里程仍有较大减少空间食物运输具有较大的碳减排潜力碳减排效应最显著的食物为蔬菜及菜制品当前国内对于城市食物运输碳排放量的量化分析较少该研究结果有助于提升社会对食品行业碳排放现状的认识为南京市提升食物本地化率提供决策参考 此外本研究构建的城市食物运输碳排放量估算方法可为其他城市食物里程的量化研究提供借鉴和参考参考文献 惠博文刘锐李健等.生命周期视角下食品碳足迹的评估及案例分析.食品科学():.():.:.:.:.():.卢凌霄李太平吴丽芬.环境保护视角下的食物里程研究.中国人口 资源与环境():.:.():.环 境 生 态 学第 期():.:.():.:.():./.:.():.:.():.:.:.:.():.南京市人民政府.南京市“十四五”粮食流通和物资储备发展规划/.().:/./.江苏省统计局.江苏统计年鉴 .北京:中国统计出版社.中国营养学会.中国居民膳食指南().北京:人民卫生出版社.全国城市农贸中心联合会.年农贸市场发展情况调查报告 /.().:/./.全国道路运输标准化技术委员会.载货汽车运行燃料消耗量(/).北京:国家市场监督管理总局.南京市人民政府.市政府关于印发南京市菜篮子工程发展规划(年)的通知/.().:/./.南京市统计局.南京统计年鉴()/.:/./.中华人民共和国农业农村部.南京市推进新一轮“菜篮子”工程建设 情 况 的 报 告 /.().:/./.黄经南李丹哲许琴.我国大城市的食物里程及对规划的启示 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