橡子创新食品的环境足迹评估：促进葡萄牙农林系统可持续发展的碳汇策略

《Future Foods》：Using acorns in innovative foods for human consumption could contribute to preserving Portuguese agroforestry systems and the environment

　　本研究针对现代食品系统需实现生产消费多元化以提升环境可持续性的需求，通过生命周期评估（LCA）方法首次量化了葡萄牙蒙塔多（montado）农林系统中橡子作为人类直接消费原料（替代动物饲料）的环境影响。研究人员比较了四种橡子产品（汉堡肉饼、肉酱、面粉和发酵橡子）与常规替代品的环境足迹，发现当计入林木碳汇时，橡子产品可实现碳负排放（如面粉碳足迹低至-88.1 kg CO2eq/kg）。研究揭示了橡子作为肉类替代品的显著环境优势，同时指出需优化粪肥氮管理以降低富营养化负担。该成果为利用边缘资源推动农业系统转型提供了科学依据，发表于《Future Foods》。

　　

在全球食品系统亟需向可持续方向转型的背景下，如何平衡农业生产与生态环境保护成为关键挑战。传统的地中海地区蒙塔多（montado）农林系统——在葡萄牙和西班牙覆盖超过400万公顷——因其独特的橡树（Quercus sp.）、灌木和牧草多层结构，以及牛、羊等牲畜的协同养殖，长期以来在维持生物多样性、碳储存和防止荒漠化等方面发挥着重要作用。然而，这一系统正面临经济收益低、气候变化加剧（如夏季水资源短缺）以及管理不当（如过度放牧）等多重威胁。与此同时，橡子——橡树的果实——作为一种营养丰富的食物资源（富含纤维、蛋白质、维生素和酚类化合物），其直接人类消费在欧洲仍属未充分利用的作物。虽然橡子在史前时代就已被食用，但近几十年来常被视为“贫困食品”，其潜在价值未被充分发掘。在此背景下，评估以橡子为原料的新型食品的环境影响，对于探索既能保护传统农林系统又能提供健康食品的可持续路径具有重要意义。

本研究由爱尔兰国立大学高威分校Ryan研究所的Sophie Saget、David Styles、Marcela Porto Costa和Michael Williams团队完成，旨在通过生命周期评估（LCA）方法，首次系统量化葡萄牙蒙塔多系统中橡子用于人类直接消费时的环境足迹，重点探讨了不同土地占用和碳汇分配方法对结果的影响，并将橡子产品与市场常见替代品进行比较。论文发表在《Future Foods》期刊。

研究人员采用 attributional cradle-to-farm gate LCA 框架，遵循欧洲产品环境足迹类别规则指南（PEFCR），以1 kg食品产品为功能单位，系统边界涵盖从原材料获取到农场大门的产品生产阶段（不包括包装）。研究以葡萄牙阿连特茹地区的Freixo do Meio蒙塔多农场（480公顷，橡树密度70棵/公顷，其中栓皮栎Quercus suber占30%，冬青栎Quercus rotundifolia占70%）为案例，详细收集了橡子采收、干燥、脱壳、加工成四种产品（汉堡肉饼、肉酱、面粉、发酵橡子）的清单数据。关键方法包括：1) 采用三种情景（Integral、Intermediate、Focused）分配土地占用和碳汇（地上和地下），并考虑经济分配因子；2) 利用葡萄牙国家清单报告和文献数据计算碳汇量；3) 基于IPCC指南估算动物粪肥沉积的氮输入及相关排放；4) 使用EF 3.0方法包评估16个环境影响类别，并通过蒙特卡洛分析（1000次运行）和修正零假设显著性检验（mNHST）验证结果显著性。

3.1. 汉堡肉饼

通过比较橡子汉堡肉饼与牛肉汉堡肉饼和大豆基肉饼，发现所有三种情景下的橡子肉饼在大多数影响类别（如陆地富营养化、土地占用、酸化等）中均具有显著更低的环境负担。牛肉肉饼仅在人类毒性（非致癌）类别显著更低。归一化分析显示，橡子肉饼的主要负担类别为海洋富营养化、颗粒物等，而牛肉肉饼则以陆地富营养化和酸化为主。过程贡献分析表明，粪肥沉积是橡子肉饼在气候变化、富营养化等类别负担的主要来源，但其碳排放被碳汇抵消；加工阶段负担相对较小。

3.2. 泡菜（发酵橡子与橄榄）

发酵橡子在所有情景下，除气候变化和臭氧耗竭类别负担显著更低外，在其他多数类别（如土地占用、海洋富营养化等）的负担均显著高于发酵橄榄。例如，发酵橡子的土地占用是橄榄的7-74倍，海洋富营养化负担是橄榄的28-267倍。粪肥沉积同样是负担的主要来源。

3.3. 肉酱

橡子肉酱与肉类酱料（terrine）相比，在10-12个影响类别中负担显著更低，但在水资源利用和人类毒性（非致癌）等类别存在权衡。粪肥和配料（如橄榄油、甜椒）生产对酸化、土地占用等有较大贡献。

3.4. 面粉

橡子面粉与有机小麦面粉相比，在气候变化和淡水富营养化类别负担显著更低，但在其他多数类别（如酸化、海洋富营养化等）负担更高。粪肥沉积是橡子面粉负担的主要来源。

研究结论强调，橡子基食品（特别是替代肉类产品）在减缓气候变化方面表现出色，归因于蒙塔多系统的碳汇功能。然而，当替代植物基食品时，其在富营养化等类别的较高负担主要与系统内动物粪肥沉积导致的高氮输入（73 kg N·ha^-1·yr^-1，超过该生态系统的临界负荷范围）有关。讨论部分指出，优化畜群密度以减少氮输入、改进橡子加工技术（如采用更高效的干燥方式）可进一步提升环境表现。研究还揭示了不同土地和碳汇分配方法对结果敏感性的影响，强调了在评估多功能农业系统时方法选择的重要性。该研究的意义在于为利用蒙塔多系统生产高价值、低环境影响的创新食品提供了科学证据，支持通过产品多元化增强此类系统的经济可行性，从而促进其保护与扩展，同时替代更具环境破坏性的传统食品。研究也指出，气候变化（如干旱加剧）对橡树生产力和系统恢复力构成长期威胁，需通过谨慎管理（如间伐、保育植物应用）和区域规划来应对。总体而言，将橡子纳入人类直接消费渠道，可作为实现欧盟绿色协议和“从农场到餐桌”战略目标的一条可行路径。