優化中國膳食結構以減少氨排放的研究

氨氣（NH3）是大氣中唯一的堿性氣體。薛文博[1]等研究的結果顯示，氨排放對PM2.5的貢獻高達30%左右。因此，氨是PM2.5污染重要的促進劑。PM2.5污染對人體健康有著極大的危害。美國的一項研究表明[2]，長期暴露于PM2.5可能增加病毒的感染風險。近年來，由于顆粒物所導致的大氣污染已經成為我國最主要的大氣環境問題之一。

氨排放的來源有很多，分為農業源和非農業源兩大類。其中，農業源氨排放占全球人為源排放總量的90%[3]。由此可見，農業生態系統的氨排放是全球氨排放的重要組成部分。農業生產結構、布局與居民的膳食結構息息相關，所以，研究中國居民膳食結構以及其國際上其他膳食結構的NH3排放量，對調整優化中國的膳食結構，提出環境可持續與健康可持續的膳食指南有著重要的意義。

膳食結構是指膳食中各類食物的數量及其在膳食中的占比[4]，通過估算和比較膳食結構中各類食物的農業生產所導致的NH3排放量，均勻調節各類食物所占的比重，可以有效減少由飲食所導致的NH3排放量。合理地利用食品中的各種營養，達到膳食平衡，有利于國民健康的發展。

對于農業氨排放清單的建立，已經有許多學者對其進行了優化，其中就有REAS、MEIC、EDGAR和PKU-NH3等柵格化清單[5]。本文將采用LI[6]改進的網格化氨排放清單對2017年中國農業源所導致的氨排放、2021年中國居民膳食指南所推薦的膳食結構將會導致的人均氨排放量以及地中海飲食模式下的人均氨排放量進行估算和對比。根據兩種膳食結構導致的氨排放量的估算分析，本文將優化中國的膳食結構以減少氨排放，為提出環境可持續與健康可持續的膳食指南提供建議。

1 方法和數據

1.1 數據來源

本文所涉及的氨排放量數據來自于LI[6]改進的網格化氨排放清單。2017年全國主要農作物播種產量和2017年全國畜牧業生產數量來自于《中國農業年鑒2017》。

1.2 主要農作物單位產量的氨排放的構建

采用LI[6]改進的網格化氨排放清單對2017年中國農業源所導致的氨排放和2017年全國主要農作物播種產量和2017年全國畜牧業生產數量構建主要農作物單位產量的氨排放清單。全國主要農作物包括大豆、馬鈴薯、小麥、玉米、水稻、甘蔗、柑橘、梨、蘋果和蔬菜。全國畜牧業牲畜種類包括奶牛、山羊、母豬、綿羊、肉牛、肉豬、肉雞、肉鴨、蛋雞和蛋鴨。2021年中國居民膳食指南推薦量所導致的人均NH3排放見表1。地中海飲食模式下所導致的人均NH3排放量見表2、表3、表4。

表1 2021年中國居民膳食指南推薦量所導致的人均NH3排放表

表2 地中海飲食模式下蔬菜、谷類、豆類、水果和薯類所導致的人均NH3排放量表

表3 地中海飲食模式下肉蛋奶類所導致的人均NH3排放量表

表4 地中海飲食模式下肉類所導致的人均NH3排放量表

2 結果與分析

2017年全國主要農作物中，馬鈴薯的單位產量NH3排放最高，為0.007 8 kg·kg-1，而甘蔗的單位產量氨排放最低，為0.000 36 kg·kg-1。2017年全國畜牧業中，奶牛的單位數量NH3排放最高，為48.78 kg/頭，而肉鵝的單位數量NH3排放最低，為0.02 kg/只。

2021年中國居民膳食指南推薦量所導致的人均NH3排放的計算結果表明，畜禽類的食用對農業總氨排放量有著巨大的貢獻。若按照此推薦量攝取畜禽類，則攝取畜禽類食物所導致的人均NH3排放量高達0.406 kg·kg-1。在中國居民膳食指南所推薦的膳食結構下，每人每月在飲食方面將導致12.926 9 kg的NH3排放量。而在地中海飲食模式下，每人每月在飲食方面將導致0.389 979 kg。

由表5知，地中海飲食模式在飲食方面的人均氨排放量將大大減少。地中海飲食模式肉類的攝入量較低，而肉類的農業生產所導致的NH3排放量是食品種類中最高的，因此，地中海飲食模式所導致的NH3排放量遠遠低于中國的飲食模式所導致的NH3排放量。此外，馬鈴薯、玉米的單位產量NH3排放較高，而小麥、水稻的單位產量NH3排放較低。

表5 中國膳食指南推薦和地中海飲食模式下食物人均每月NH3排放量表（單位：g·m-1）

3 結論與討論

本研究的結果表明，谷類中，馬鈴薯、小麥、玉米、水稻的單位產量NH3排放相差較大，可以考慮細化中國的膳食結構。適量降低馬鈴薯在攝取的谷物中的占比，提高小麥、水稻在攝取的谷物中的占比。畜禽類中，雞、鴨、鵝單位數量的NH3排放量遠遠低于豬、牛、羊，可以適量降低豬、牛、羊在攝取畜禽類食物中的占比，提高雞、鴨、鵝在畜禽類食物中的占比。

地中海飲食模式所導致的NH3排放量遠遠低于中國的飲食模式所導致的NH3排放量。這說明如果要減少我國飲食所導致的NH3排放，可以借鑒低NH3排放的地中海飲食模式進行調整。近幾年，地中海飲食結構被認為是延緩衰老、促進長壽的理想膳食模式。地中海膳食結構的特色是強調多吃蔬菜、水果、魚類、豆類、堅果類食物，其次才是谷類，且該飲食結構強調食用的肉類盡量少。大量研究表明地中海飲食對人體健康起到積極作用。根據CORDIOPREV[7]的研究，地中海飲食可以降低心血管疾病發生率。WILSON[8]的研究結果表明，與低脂飲食相比，地中海式低碳水化合物飲食延遲了重度2型糖尿病患者對降糖藥物的治療需求。

我國的傳統膳食結構是以植物性食物為主的膳食結構。但隨著社會經濟的快速發展、城鎮化進程的加快，居民的膳食結構發生了重要變化。從20世紀90年代開始，我國的膳食結構中動物性食品的攝入量增多。動物性食品的攝入量過高不僅會導致巨大的NH3排放量，而且會使“三高”人群、患慢性病人群、肥胖人群增多。這對環境以及國民健康都造成了很大的影響。

為減少動物性食品的攝入，應堅持以谷類為主的平衡膳食模式，每日膳食應包括谷薯類、蔬菜水果和豆類食物。其中，可適量降低馬鈴薯在攝取谷物中的占比，提高小麥、水稻在攝取谷物中的占比。優先選擇魚，減少吃肥肉、煙熏和腌制肉制品的數量。此外，可以適量降低豬、牛、羊在攝取畜禽類食物中的占比，提高雞、鴨、鵝在畜禽類食物中的占比。