食物系统排放占到人为温室气体排放的1/3，其中，食物生产和土地利用排放占食物系统温室气体排放的71%，食物系统的可持续发展面临着粮食安全和气候减缓的双重挑战。近30年来中国谷物生产重心北移而需求重心南移，供需分离加剧了谷物隐含排放的转移及相应的交通碳排放。然而由此引发的食物碳排放转移对整体食物系统温室气体减排的影响还尚不明确。

为了探究谷物碳排放时空转移效率及其影响，地理与海洋科学学院黄贤金教授团队探索性地构建了水稻、小麦、玉米三类谷物生产阶段生命周期的排放清单，系统地分析了1990-2018年间中国谷物供需关系的时空演化特征，并引入空间均衡模型，模拟了中国近30年不同类型谷物的区域间流动并核算由此产生的碳排放转移及其效率与特征。研究发现：（1）谷物供需不均衡程度加剧，供给和消费的重心距离扩大了3.2倍，谷物供需分离导致全国谷物区域内自给能力较弱；（2）水稻和小麦区域内供给增多导致排放转移总量逐渐减少，玉米跨区域供给增多导致排放转移总量逐渐增加；（3）谷物整体的空间排放转移效率较高，小麦和玉米的排放转移引起了全局高效减碳，而水稻的排放转移相对低效增碳；（4）全国各省份谷物生产碳足迹呈下降趋势，但由于谷物供需分离加剧导致部分粮食主产区表现为低效增碳。

本研究发现区域内的谷物供给比跨区供给具有更加高效的减排趋势，但由于谷物贸易格局及谷物生产全生命周期视角的碳足迹具有明显的区域异质性，区域参与全国谷物贸易导致的排放转移效率也呈现空间差异性特征。由此建议，可以通过优化种养空间结构和跨区供给，加强区域内谷物供给；加强以低碳为导向的生产力布局，提高耕地利用的碳效率；基于区域谷物生产能力及碳排放效率实施差别化农业空间管控策略以及利用国际国内两个市场缓解本国食物系统温室气体排放压力等措施来促进中国食物系统的可持续发展。


图11990-2018年全国不同省级行政区谷物供需平衡状况


图21990-2018年中国谷物供需重心迁移分析


图31990-2018年谷物生产地-消费地流动模拟时空格局


图41990-2018年中国31个省级行政区谷物贸易盈余量、净碳排放量和碳足迹的耦合关系

这项成果以"基于供需分离加剧的近30年来中国谷物碳排放转移时空演变"为题，于2023年4月18日在线发表在重要学术刊物《中国科学：地球科学》。南京大学地理与海洋科学学院漆信贤博士为论文第一作者，黄贤金教授为该论文通讯作者，南京大学博士生宋娅娅、王丹阳、仲天泽和刘泽淼共同参与了该项研究。

该研究得到了国家自然科学基金项目（42201301)），国家自然科学基金创新群体项目（71921003）以及江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金（BK2022037)的资助。

论文信息与链接：

漆信贤, 黄贤金, 宋娅娅, 王丹阳, 仲天泽, 刘泽淼. 2023. 基于供需分离加剧的近30年来中国谷物碳排放转移时空演变. 中国科学: 地球科学, 53: 1–19, doi: 10.1360/SSTe-2022-0018

Qi X, Huang X, Song Y, Wang D, Zhong T, Liu Z. 2023. Grain carbon emission transfer and its spatiotemporal shifts based on the increasing supply-demand separation in China over the past three decades. Science China Earth Sciences, https://doi.org/10.1007/s11430-022-1074-x