近日，中国农业科学院棉花研究所王占彪研究员团队联合国内外科研团队系统解析了全球棉花全产业链对环境的影响，对比分析了植物纤维、动物纤维、合成纤维纺织品对环境影响的差异，提出了从种植、加工和使用三个环节来提高棉花产业可持续发展的策略与途径，为棉花产业高质量发展提供了理论支撑。相关研究成果以“Environmental impacts of cotton and opportunities for improvement”为题于2023年9月5日发表在国际顶级期刊《自然综述：地球与环境（Nature Reviews Earth & Environment）》（IF="42.1）上。
棉花是全球最重要的经济作物之一。近五年，全球棉纤维平均年产量为2500万吨，约占全球纺织纤维产量的四分之一。同时，棉花全产业链创造了大量就业机会，为数以亿计的棉花产业从业者提供了生计来源。但是，棉花种植、加工、使用过程不可避免的对人类环境造成影响，亟需开展全球棉纺品全生命周期评价，提出棉花可持续生产与利用的发展策略。
该研究发现棉花种植环节的环境影响取决于灌溉、农药和化肥用量。全球约有一半的棉田使用地下水灌溉，农药平均施用量为 1.57 kg/ha，氮磷肥平均投入量为150 kg/ha。全球各棉区灌溉、农药、氮肥施用量差异较大，经济发展水平高的地区施用量较高，而经济水平和水资源有限的棉区施用量较少，亟需因地制宜提高灌溉用水、化肥、农药利用效率，减少生产环节的环境影响。研究还发现，除了棉花种植环节对环境的影响外，棉纺织品及原棉加工和使用也会对环境产生多种影响。根据影响类别和国家的不同，棉花种植、棉纺织品制造或使用环节都可能主导整个生命周期影响。在用水方面，97-98%的用水与棉花种植有关，只有2%与洗衣活动有关。在生态毒性方面，棉纺品相关毒性主要归因于能源燃烧过程。在富营养化方面，棉花种植环节化肥投入占83%贡献。在碳排放方面，每件棉纺织品整个生命周期内的碳足迹范围为3-62kg的CO2。因此，根据棉纺品全生命周期环境评价结果，有的放矢的降低不同环节的不同投入，是减少棉花全产业链环境影响的有效手段。此外，该研究调查的所有环境影响中，天然植物纤维（棉花、黄麻和亚麻）环境影响低于动物和合成纤维（丝绸和羊毛），以天然植物纤维代替合成纤维纺织品的使用，也有利于人类可持续发展。研究还提出了棉花产业可持续生产与利用的发展策略：在种植环节，采用优化灌溉制度、精准灌溉、定点养分管理、病虫害综合防控等措施可减少投入品对环境的影响；在加工环节，利用绿色能源、创新循环方式、减少污水排放、绿色除污等措施降低环境影响；在使用环节，提倡手洗、服装循环利用、延长服装使用次数等措施降低环境影响。研究结果为棉花的可持续生产与利用提供了重要思路，对于解决棉花产业面临的环境挑战和保障棉花产业高质量发展具有重要指导意义。
中棉所王占彪研究员为论文总通讯作者，博士后张正贵为第一作者。中国农业科学院西部农业研究中心、西南科技大学、美国耶鲁大学、瑞典查尔姆斯理工大学、澳大利亚国家科学院、挪威科技大学与荷兰莱顿大学等8家单位学者共同完成该论文。该研究得到了国家重点研发计划政府间国际合作等项目的资助。
原文链接： https://www.nature.com/articles/s43017-023-00476-z
图1.全球棉花生产布局、蓝水、农药和氮肥施用情况
