日前，由我院宋俊年教授研究团队领衔，与日本筑波大学、香港理工大学研究团队合作，在生物质能利用与农业环境影响研究领域取得重要进展，研究成果以“Integrated crop-livestock-bioenergy system brings co-benefits and trade-offs in mitigating the environmental impacts of Chinese agriculture”为题发表在农业与食物领域顶级期刊《Nature Food》。吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室为该成果的第一完成单位，这是我院首次在《Nature》子刊发表研究论文。

为了保障食物供应安全，大量且密集的种植和养殖活动造成温室气体排放、氮磷流失、化石能源消耗及大气污染物排放等，加剧了农业环境影响。秸秆和粪便作为作物种植系统和畜禽养殖系统的废弃物，其能源化利用为建立种植-养殖-生物质能集成系统提供可能。该系统能否、如何以及在多大程度上有助于缓解来自种植系统和养殖系统的多重环境负担有待深入探究。

本研究基于生命周期评价、情景分析等方法，以中国大陆31个省级区域为研究对象，以2019年为研究年份，利用丰富的本地化参数建立了种植系统和养殖系统的生命周期环境排放清单；追溯并提取了种植系统与养殖系统中的生物质流，从而构建了种植-养殖-生物质能集成系统；在国家和区域层面评估了三个子系统的集成对九种环境影响类别的缓解或强化效应。由于化石能源和化肥被生物质能和有机肥替代，除陆地酸化外，其他八种环境影响均呈现不同程度的缓解效果（1.8%至94.8%）。在特定地区扩大生物质能生产时，应考虑其负面环境影响。所识别的种植和养殖活动中的关键过程、关键区域以及关键环境影响类别，以及关于缓解农业环境负担的措施和生物质能产业化发展的探讨，可为包括中国在内的发展中国家提供农业可持续发展的决策支持。

图 1. 种植-养殖-生物质能集成系统构成及方法原理

吉林大学新能源与环境学院宋俊年教授、杨巍副教授以及香港理工大学任竞争教授为论文共同通讯作者，吉林大学新能源与环境学院邢嘉豪博士为论文第一作者。其他作者包括吉林大学新能源与环境学院段海燕教授、刘超硕博士，日本筑波大学科学与技术研究科Helmut Yabar教授。该工作得到了国家自然科学基金委等项目的资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s43016-022-00649-x

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