牛在氣候變化中扮演著重要的角色：作為甲烷這種強效溫室氣體的最大農業來源，全球 9.4 億頭牛排放了近 10% 的溫室氣體——其中大部分是透過打嗝和排洩物排放的。
因此，令人驚訝的是，有大量的時間和資金被 投入到排放控制。例如，農場生物消化池採取後端方法，透過 收集從糞坑中飄出的甲烷。大量研究旨在透過餵食海藻、精油甚至某種牛用“消脹片”來減少牛的打嗝。最新的努力是 一項 7000 萬美元的專案，由一位諾貝爾獎得主領導，利用基因編輯技術，試圖透過重新改造動物的腸道微生物來消除這種汙染。
鑑於世界對肉類和乳製品的需求不斷增長，這些新穎的嘗試對於逐步實現國際和國家氣候目標至關重要。然而，它們引出了一個問題：用植物性替代品 取代牛奶、乳酪和牛肉不是更容易嗎？當至少從科學角度來看，存在更簡單的解決方案時，為什麼要與自然作對呢？
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研究表明，即使是 稍微減少肉類飲食，也可以將個人飲食的碳足跡減少高達 75%*。然而，事實證明，將牛從氣候等式中解脫出來非常複雜——尤其是在美國，該行業年產值達 2750 億美元，擁有世界 第四大牛群，並且是 最大的牛肉和乳製品生產國。實現一個沒有芝士漢堡的美國面臨著巨大的挑戰。除了克服文化轉變（例如，該國人均馬蘇裡拉乳酪消費量平均為 每月一磅）之外，還面臨著滿足營養需求和重新平衡與畜牧業息息相關的農業、食品和工業經濟複雜性的挑戰。
環境保護署的環境工程師斯蒂芬·斯特迪文特說，出於這些原因，更綠色的飲食只是更大範圍的、以食物為基礎的應對人為氣候變化解決方案中的一個方面。“我們需要綜合策略組合來實現真正可持續的未來，”他說。“我們不能僅僅選擇性地實現目標。”
這個國家對肉類和乳製品的需求是毋庸置疑的。除了 牛肉消費量的持續十年增長（2021 年達到 200 億磅）之外，美國人還比上一年多吃了 12%的乳酪、黃油和冰淇淋，延續了半個世紀前開始的上升趨勢。
然而，我們對動物性蛋白質日益增長的需求與其巨大的碳足跡之間存在著根本的脫節。生產一 磅牛排產生的溫室氣體幾乎是等量豌豆的 100 倍，而乳酪生產排放的溫室氣體是豆腐的 八倍。
儘管美國的 牛肉和 乳製品行業是世界上效率最高的行業之一（部分原因是得益於更好的育種、遺傳學和營養），但它們仍然留下了顯著的“蹄印”。美國 9200 萬頭牛產生的溫室氣體佔該國溫室氣體總量的 4%，佔所有農業排放量的 40%。
然而，如果這些牛群神奇地消失了，也不會完全消除問題。根據 一項同行評議的研究，無動物農業系統只會將該國溫室氣體總排放量減少 2.6%。當然，考慮到美國在氣候變化中扮演的突出角色，任何減少都值得關注——減少的量相當於 葡萄牙年排放量的三倍——儘管這種好處會帶來缺點。
如果沒有牲畜需要餵養，現在用於種植青貯飼料和乾草的土地可以被糧食作物取代。然而，由於更高價值的水果和蔬菜需要優質土壤、特定的氣候條件和充足的供水基礎設施，大部分土地將僅限於種植熱量高、耐寒的大田作物，如玉米和大豆——這種系統改變將增加其自身的氣候影響。
事實上，弗吉尼亞理工大學動物和家禽科學教授、該研究的主要作者羅賓·懷特說，目前農業的排放是作物和牲畜之間某種平衡的結果。作物需要肥料，而肥料通常由牲畜提供，生產合成肥料是一個能源密集型過程，通常 需要化石燃料並排放甲烷。牛還有助於將農業副產品（從水果皮和果肉到杏仁殼和啤酒糟）從垃圾填埋場中清除出去，從而將作物廢棄物的碳排放量減少 60%。
懷特說，消除美國的牛並用糧食作物取代飼料生產將創造更多的食物，導致熱量盈餘 25%。然而，這種富足將帶來 必需營養素的缺乏，因為植物性食物往往缺乏維生素 B12、鈣、鐵和脂肪酸。（儘管現有研究反映了素食者長期健康的良好狀況，但對那些避免食用所有動物性食物的人的研究尚 無定論。）
懷特說，圍繞可持續發展的更廣泛討論往往會忽略這些複雜性。糧食不安全通常與熱量充足有關，但並不總是反映營養需求，特別是弱勢群體的營養需求。例如， 孕婦、哺乳期婦女和老年婦女容易患貧血和骨密度低，主要是由於 鐵和鈣攝入不足——這些營養素在紅肉和乳製品中很容易獲得，並且很容易被廣大民眾獲得。
懷特說，“當我們只關注飲食改變的更廣泛指標時，這些型別的細微差別就會丟失”。雖然均衡的選擇對個人來說可能有效，但保持國家充分的食物供應和健康是一項複雜的工作。“在食品生產背後有一個完整的農業系統，”她補充道，改變其中的組成部分需要仔細研究。
鑑於牛肉和乳製品行業的規模、它們在人們膳食中扮演的核心角色以及將它們從經濟中移除的難度，牛顯然不會很快消失。出於這個原因，已經有大量的資源旨在解決排放問題的“癥結”所在。
與大多數反芻動物一樣，牛充分利用了貧乏的飲食，將粗飼料、穀物和作物廢棄物轉化為肌肉和牛奶。從纖維素和植物纖維中提取所有這些能量需要消化微生物的工作；牛的瘤胃中寄生著大量的細菌、酵母菌和真菌，它們將複雜的碳水化合物發酵成微生物蛋白質（牛吸收）和揮發性脂肪酸（牛以甲烷和其他氣體的形式排出）。
幾種膳食補充劑已被證明可以最大限度地減少牛的腹脹。一種每日兩次的 大蒜和柑橘提取物可以將排放量減少 20%，而一種 紅色海藻新增劑可以將排放量抑制高達 80%，而不會影響動物健康或生產力，也不會給最終蛋白質帶來可察覺的風味。但要有變革性的影響，就需要工業規模的生產和實施。例如，有希望的海藻品種更喜歡熱帶水域，而開發一個足夠強大的供應鏈，每天為數千萬頭牛提供干預措施，則留下了一系列關於有效養殖、加工和分配技術的問題。
最終，調整動物的消化系統可能是最具可擴充套件性的答案。詹妮弗·杜德納因開創 CRISPR 基因編輯工具而獲得了 2020 年諾貝爾化學獎，她領導著加州大學的一個團隊，希望做到這一點。最近啟動的專案旨在透過宏基因組學（另一種突破性技術，可以繪製複雜微生物群落的功能圖譜）來識別造成問題的腸道細菌，然後重組它們的 DNA 以減少甲烷的產生。目標是開發一種用於小牛的口服治療方法，一旦給藥，它將繼續用基因改造的微生物菌群重新填充它們的瘤胃。
加州大學戴維斯分校副教授兼專案負責人馬蒂亞斯·赫斯在 一次採訪中說：“我們正在努力提出一個易於獲得且廉價的甲烷減排解決方案。”如果成功，這種解決方案可能會在抑制全球牛排放方面取得重大進展。
他們的任務於今年早些時候啟動，由 TED 大膽專案資助。除了牲畜之外，微生物群還透過垃圾填埋場、廢水和稻田產生了全球近三分之二的甲烷排放量。杜德納在 最近的 TED 演講中說，如果成功，“我們的技術真的可以推動我們在應對氣候變化方面的進展。”
即使科學試圖使牛對氣候更加友好，消費趨勢也出現了穩步轉變。在過去兩年中， 大多數美國人增加了植物性食物的攝入量，其中 近一半的千禧一代和 Z 世代 регулярно 吃素食。但規模上也出現了另一個值得注意的傾斜：只有 12% 的美國人吃了 全國一半的牛肉。對於許多肉食為主的少數人來說，氣候變化的危險似乎對推動他們轉向更環保的膳食幾乎沒有作用。
一項關於鼓勵更綠色飲食的全球研究發現，氣候風險認知只是影響因素之一，其他因素包括健康影響和經濟狀況。然而，該報告的主要作者西貝爾·埃克爾說，我們周圍的人對改變個人態度、信念和價值觀的影響最大——換句話說，群體心態是有力量的。
奧地利國際應用系統分析研究所的可持續服務系統研究員埃克爾說，“如果你周圍有更多的素食者或彈性素食者，你就會傾向於認為這是社會規範。”“因此，如果你有改變自己行為的意願，[這樣做] 的社會成本就會降低。”
事實上，根據美國國家科學院 的一項獨立研究，在影響與環境相關的行為（如回收利用和放棄汽車）方面，社會規範和比較非常有效，遠遠超過其他驅動因素，如經濟激勵和公眾呼籲。埃克爾說，積極的可見性和強化——來自個人、社群或大眾媒體和社交媒體——比羞辱那些沒有完全參與進來的人更能鼓勵氣候行動。否則，只會使事情變得疏遠和兩極分化。
最後，食物系統的總體性質需要集體方法來減少其巨大的排放量。雖然不可否認動物性食物對環境的影響巨大，但飲食轉變是以食物為基礎的氣候行動的更大戰略的一部分，環保署的斯特迪文特說。與改進的耕作方式（如最大限度地提高產量和最大限度地減少投入）一樣，減少食物損失和浪費也至關重要。出於這些以及其他原因，無肉星期一、素食星期五和汙染較少的牛都在減緩牛在世界變暖中所起作用方面發揮著作用。
這個故事最初由非營利媒體組織 Grist 發表，該組織報道氣候、正義和解決方案。
*編者注（2024 年 3 月 20 日）：我們的合作伙伴 Grist 在釋出後編輯了這句話，以糾正對稍微減少肉食如何減少個人飲食碳足跡的描述。