近日，《自然》（Nature）旗下期刊《通讯·地球与环境》（Communications Earth & Environment）在线发表了我校资环学院杨晓光教授团队与经管学院樊胜根教授团队的合作研究论文《饮食结构变化在气候变化对粮食安全影响评估中的重要作用》（Dissecting the vital role of dietary changes in food security assessment under climate change），该论文立足大食物观，通过生物过程与社会经济模型的交叉融合研究，为气候变化对农食系统的影响评估与可持续应对提供了新思路。

“零饥饿”是联合国21世纪可持续发展的首要目标，气候变化是当前全球面临的重大环境问题，直接威胁人类的粮食安全和经济发展。联合国关于“粮食安全”的定义中，首先是能够保证为全球人口提供所需足够数量和营养的食物，即食物供给与食物需求的平衡。然而，当前气候变化对粮食安全的影响评估主要关注的是对供给端的影响，即气候变化导致减产则对粮食安全造成不利影响，反之为有利影响。事实上，随着社会的发展与经济的全球化，世界各国的饮食结构也在发生改变，不同种类食物的需求量也随之改变。尽管已有研究从饮食结构影响温室气体排放的角度，分析其对气候变化的减缓效应，但仍缺少同时考虑气候变化和饮食结构变化对食物供给和需求端之间平衡关系的影响研究。

为此，论文围绕气候变化—粮食产量—饮食结构—农食系统—国际贸易等关键问题，从气候变化和饮食结构变化影响食物供给和需求之间的6种平衡关系切入，制定了考虑饮食结构的气候变化对粮食安全影响评估新思路和框架（图1），包括3种有利情景（需求降低但供给增加、需求增加小于供给增加、需求减少大于供给减少）和3种不利情景（需求增加但供给减少、需求增加大于供给增加、需求减少小于供给减少）。

图1 基于供给与需求平衡影响粮食安全六种情景示意图

基于该研究框架，论文选择鱼类、肉类、蛋、奶、蔬菜、水果、豆类、谷物、坚果等10种主要食物类型，基于联合国粮农组织发布的国家尺度食物供应数据和生物耗粮系数算法，将10种食物的气候与水资源当量进行合并，结合气候资料、农业水资源投入、食物进出口贸易数据等构建面板模型，在国家尺度上定量了气候变化对粮食供给的影响程度；基于全球饮食结构数据库和人口数据，定量了世界各国饮食结构变化对粮食需求的影响份额；对比气候变化和饮食结构变化影响各个国家食物供给和需求之间的6种平衡关系，评估了考虑饮食结构下气候变化对粮食安全的影响（图2）。结果表明：1991-2018年，气候变化对92%的国家粮食供给造成不利影响，但在28%的国家由于粮食需求的降低速度大于粮食供给的降低速度，因此气候变化不会影响粮食安全；另一方面，2%的世界人口由于饮食结构变化导致需求的增速大于供给的增速，因此虽然气候变化有利于粮食的供应，但他们的粮食安全并没有因此获益。此外，尽管发达国家工业革命后大量的排放是造成当今气候变化的重要原因，但气候变化对发达国家粮食安全的影响最小，发达国家在应对气候变化中应当承担更多的责任。

图2 1991-2018年考虑饮食结构下气候变化对粮食安全的影响评估

论文通过对比正常发展饮食情景（BAU），预测了2个代表性的地域饮食情景（中国居民膳食宝塔和地中海饮食）、3个国际推荐饮食情景（全球饮食指南、按区域的国家饮食指南、按经济发展状况的国家饮食指南）和2个可持续饮食情景（弹性饮食结构和柳叶刀饮食结构）下，本世纪中叶（2031-2060年）气候变化对粮食安全的可能影响（图3）。结果表明：未来气候变化可能持续造成3-4%的粮食供给减少，而正常发展的饮食情景叠加人口增长，食物需求将增加24%，粮食安全问题将加剧；选择更加绿色、健康的饮食结构，特别是适当增加植物性食物的摄入、减少动物性食物的消费，可以有效缓解气候变化不利影响，全球约42%的人口可从中获益。

图3 未来饮食结构变化和气候变化对粮食安全的可能影响

近年来，两团队依托中国农业大学2115人才培育支持计划以及“气候变化对农业的影响与适应”高水平创新团队和全球食物经济与政策研究院，已在高水平学科交叉研究、基金项目申报、交叉学科博士生培养、气象专业博士点建设等方面开展了深入合作，论文是两团队在农食系统应对气候变化领域科研合作的阶段性重要成果。

资环学院气象系赵锦副教授为论文的第一作者，赵锦副教授、樊胜根教授、杨晓光教授为该论文的共同通讯作者，资环学院赵闯教授、刘志娟教授、张镇涛博士后和郭尔静博士后（已出站，现就职于中国气象局干部培训学院）、经管学院张玉梅教授、冯晓龙副教授和孟婷副教授参与了论文分析与讨论，中国科学院大气物理研究所张天一研究员、中国科学院地球环境研究所陈骥研究员、丹麦奥胡斯大学Jørgen E. Olesen教授、澳大利亚塔斯马尼亚大学Matthew T. Harrison教授和刘科博士、江西农业大学叶清副教授为论文的修改和完善提供了宝贵意见。论文得到国家重点研发计划项目（2019YFA0607402）、中国农业大学2115人才培育发展计划项目和中国农业大学-拼多多的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s43247-024-01612-3.pdf