近日,中国农业科学院棉花研究所(以下简称中棉所)牵头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家单位的学者,共同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。相关研究成果于9月5日发表在国际权威学术期刊《自然综述:地球与环境》(Nature Reviews Earth & Environment)上。
据论文总通讯作者、中棉所研究员王占彪介绍,棉花是全球重要的经济作物,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1/4。棉花全产业链为数以亿计的棉花产业从业者提供了生计来源,但棉花种植、加工、使用过程不可避免对环境造成影响,亟须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。
研究发现,棉花种植环节对环境的影响取决于灌溉、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公斤/公顷,氮磷肥平均投入量为150公斤/公顷。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大,经济水平和水资源有限的棉区则施用量较少,亟须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,除棉花种植环节外,棉纺织品及原棉加工和使用也会对环境产生多种影响。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,与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的贡献占83%;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3-62公斤二氧化碳。因此,根据棉纺品全生命周期环境评价结果,有的放矢地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,在调查研究的所有环境影响中,棉花、黄麻和亚麻等天然植物纤维的环境影响低于动物和合成纤维,即丝绸和羊毛等,以天然植物纤维代替合成纤维纺织品的使用,有利于人类可持续发展。
在上述研究基础上,科学家们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。
据介绍,该研究结果为棉花可持续生产与利用提供了重要思路,对解决棉花产业面临的环境挑战、保障棉花产业高质量发展具有指导意义。