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農業生産システム、農業投入効率、および食料選択の環境影響の比較分析(2017)

クラークM、ティルマンD.農業生産システム、農業投入効率、および食品選択の環境影響の比較分析。 環境研究レター。 2017 2017/06/01; 12(6):064016。

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すべての栄養士-栄養士

質問:

著者は、164の出版物(2015年7月以前)のライフサイクルアセスメントのメタ分析を実行して、農業生産システム、農業投入効率、食品など、さまざまな環境への影響*を比較しました。 これには、牧草飼育および穀物飼育の牛肉の分析が含まれます(ただし、これらに限定されません)。トロール漁業と非トロール漁業。温室栽培と野外生産。 出版物の86%は、ヨーロッパ、北アメリカ、オーストラリア、ニュージーランドの高度に工業化されたシステムからのものでした。

*温室効果ガス排出量、土地利用、化石燃料エネルギー使用、富栄養化および酸性化の可能性

栄養習慣の要点:

結果は、農業生産システムの環境への影響は、どのシステム、食品、および環境指標が調査されるかによって異なることを示しています。 異なる種類の食品間の環境への影響の違いは、異なるシステムを使用して生産された同じ食品間の違いと比較して大きいです。 評価されたすべての環境指標と栄養単位について、植物ベースの食品は、生産された食品のキロカロリーごとに分析された場合でも、環境への影響が最も低くなります。

有機システムは、従来のシステムと比較して、より多くの土地を使用し、より多くの富栄養化をもたらし、食品の単位あたりに必要なエネルギーが少なくて済みます。 穀物で飼育された牛肉は、牧草で飼育された牛肉よりも土地の使用量が少なく、トローリング漁業は、低投入養殖や非トロール漁業よりもはるかに高いGHG排出量を持っています。 さらに、農業投入効率(肥料または飼料の投入ごとに生産される食料の量)の増加は、作物と家畜の両方のシステムに対する環境への影響の低減に関連しています。

しかし、著者は、従来のシステムはより多くのエネルギーを必要とし、人間と環境の健康に悪影響を与える可能性のある高栄養素、除草剤、農薬の投入に依存しているため、これらの結果は従来のシステムが有機システムよりも持続可能であることを意味すると理解されるべきではないと示唆しています。 むしろ、彼らは、システムが両方のシステムの利点を統合して、より持続可能な農業を開発する必要があることを示唆しています(たとえば、有機物の化学物質投入量の使用量が少なく、従来のシステムでの収量が多い)。 最後に、結果は高度に工業化されたシステムにのみ関連します。

概要:

世界の農業は70億人を超える人々を養っていますが、環境悪化の主な原因でもあります。 代替農業生産システム、農業投入効率、および食品選択が環境劣化をどのように促進するかを理解することは、農業の環境への影響を減らすために必要です。 742の農業システムと主に高投入システムで生産された90以上のユニークな食品を含むライフサイクルアセスメントのメタ分析は、食品の単位あたり、有機システムはより多くの土地を必要とし、より多くの富栄養化を引き起こし、より少ないエネルギーを使用しますが、同様に排出することを示しています従来のシステムとしての温室効果ガス排出量(GHG)。牧草飼育の牛肉はより多くの土地を必要とし、穀物飼料の牛肉と同様のGHG排出量を排出します。また、低投入の水産養殖と非トロール漁業は、トロール漁業よりもはるかに低いGHG排出量を持っています。 さらに、私たちの分析は、農業投入効率(肥料または飼料の投入ごとに生産される食料の量)を増やすことは、作物と家畜の両方のシステムに環境上の利益をもたらすことを示しています。 さらに、調査したすべての環境指標と栄養単位について、植物ベースの食品は環境への影響が最も少ないです。卵、乳製品、豚肉、家禽、トロール網以外の漁業、および循環しない水産養殖は、中程度の影響を及ぼします。反芻動物の肉は、植物ベースの食品の約100倍の影響があります。 私たちの分析によると、影響の少ない食品への食事のシフトと農業投入物の利用効率の向上は、従来の農業システムから有機農業や牧草飼育牛肉などの代替手段に切り替えるよりも大きな環境上の利益をもたらすでしょう。

結果の詳細:

温室効果ガス排出量、土地利用、エネルギー使用、富栄養化の可能性(栄養素の流出の尺度)、酸性化の可能性(栄養素の負荷の尺度-詳細については「追加の関心」を参照)を含む5つの環境指標を調べました。 生物多様性や農薬使用への影響など、データセットに含まれていなかった他の指標は測定されませんでした。 食品の環境への影響を評価するために使用されるライフサイクルアセスメントは、食品の重量、およびキロカロリエ、グラムタンパク質、およびUSDAサービング(米国農務省が推奨するサービングサイズ)によって計算されました。 結果は、上記の「ボトムライン」と要約の中で概説されています。 代わりに、このセクションでは、調査結果に関する著者の説明に焦点を当てます。

著者らは、有機システムにおける土地利用の富栄養化の可能性が高いことを示唆している 栄養素の不一致が原因で発生する可能性があります。 これは記事(p.4)で詳細に説明されていますが、それらが示す例は、作物の養分需要と一致しない養分を放出し、植物に吸収されない養分量を増やす肥料の施用です。 ただし、著者は、オーガニックと従来の比較は同じ出版物内に限定されているため、結果はローカルスケールで表され、必ずしも地域、国、またはグローバルスケールで表されるとは限らないことも示しています。 土地利用に関して、他の研究者は、「輪作、被覆作付け、二毛作、有機システムでの多毛作などの技術が、有機システムと従来のシステムの土地利用の違いを半減させることができる」ことを発見したと述べています(p.4)。 著者らはまた、有機生産システムは、この研究では検討されていない他の方法で、人間と環境の健康に有益である可能性があると述べています。より低い残留農薬;農場の生物多様性;と土壌有機炭素。 しかし、有機農業が土地の開墾を必要とする場合、生物多様性と土壌有機炭素への影響は、従来のシステムよりも依然として大きくなります。

著者らは、牧草で飼育された牛肉の土地利用が多く、温室効果ガスの排出量が多い傾向がある理由の1つは、穀物で飼育されたシステムよりも飼料の主要栄養素密度と消化率が低いためであると示唆しています。 これはつまり、牧草で飼育された牛肉はより多くの飼料投入量を必要とすることを意味します。 牧草飼育牛肉の環境への影響に関する詳細な説明は、記事(p.5)に記載されています。 たとえば、牧草飼育牛の寿命が長くなると、単位食品あたりの温室効果ガス排出量が多くなります。 逆に、彼らはまた、草で育てられた牛肉が、彼らが調べることができなかった人間と環境の健康上の利益をもたらすかもしれない方法を示唆しています(すなわち、土壌炭素の隔離、作物生産に適さない土地での食料安全保障の促進、減少する可能性のある牧草内の栄養循環富栄養化、および微量栄養素濃度の増加と人間の健康のための脂肪酸プロファイルの改善)。 そして彼らは、非循環システム(例えば、池、フィヨルド、川などでの養殖)から養殖で育てられた魚は、過剰に収穫された漁業への圧力を減らし、温室効果ガスの排出を減らすことができると示唆しています-特にトロール漁業に関連して-異なる養殖システムの影響の間の大きな不一致(詳細については、6ページを参照してください)。

農業投入効率を評価するために、著者らは、非米穀類および非反芻家畜システムにおける肥料または飼料投入量の単位あたりに生産される食物の量を調べました。 上記のように、彼らは、農業投入効率が高いシステムは、環境への影響が少ないことに関連していることを発見しました。 著者は、農業投入効率を高めることができる技術と管理技術(p.8)の概要を説明します。

著者らは、さまざまな食品の環境への影響を調査する際に、「1つの環境指標の影響が少ない食品は、調査したすべての環境指標の影響が少ない傾向がある」ことを示しています(p.8)。 すべての指標で、反芻動物の肉は、生産された食品のキロカロリーあたりの植物ベースの食品よりも20〜100倍大きな影響を及ぼしましたが、牛乳、卵、豚肉、鶏肉、およびシーフードは2〜25倍の影響を及ぼしました。 この傾向は、食品がタンパク質1グラム、USDAサービング、または重量で評価された場合にも当てはまりました。

さらに興味深い:

「酸性化の可能性…二酸化硫黄、窒素酸化物、亜酸化窒素、およびアンモニアなどからの酸性化の可能性が含まれます。 酸性化の可能性は、生態系の酸性度の潜在的な増加の測定値です。[and occurs from activities such as] …肥料の施用、燃料の燃焼、肥料の管理…過度の酸性化は、植物が栄養素を吸収するのをより困難にし、その結果、植物の成長を低下させます。 さらに、植物の成長に組み込まれていない栄養素の適用は富栄養化と酸性化を引き起こし、それによって有機系でより高い富栄養化の可能性とより高い酸性化の可能性の傾向を促進します」(p.3)(後者は有意差ではありませんでしたが)。

編集者のコメント:

有機農業と従来の農業を白黒で比較するのではなく、さまざまな食品生産システムのニュアンスを概説した記事を見ると便利です。栄養士の栄養士は、有機生産された食品の方が多いかどうかについてよく尋ねられるため、これは重要です。持続可能な。 さらに、動物生産者は、重量で測定することは異なる食品の栄養上の重要性を正確に描写していないという議論を使用しているため、動物性食品はキロカロリーまたはタンパク質のグラムで測定した場合に環境への影響が大きいことを示す調査結果を確認するのに役立ちます。

記事へのオープンアクセスリンク:

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aa6cd5/meta

利害の対立/資金調達:

この研究への支援は、バルザン財団、マックナイト学長、カリフォルニア大学サンタバーバラ校からのものでした。 著者は、営利企業によって実施されたいくつかの出版物は、潜在的なバイアスのために除外されたと述べています。

外部関連リンク:

該当なし

対応する著者:

maclark@umn.edu

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