[发明专利]基于温室气体减排和营养均衡的居民饮食结构优化方法

说明书

本发明涉及饮食结构优化领域，尤其涉及一种温室气体减排和营养均衡的居民饮食结构优化方法，包括如下步骤：(1)收集食物消费的历史数据，分析食物消费温室气体排放趋势；(2)运用生命周期分析方法，分析食物系统生命周期温室气体排放，构建食物温室气体排放清单；(3)建立基于生命周期的区间线性优化模型，通过模型求解提供适用于多个年龄段不同性别人群的饮食方案。本发明耦合生命周期分析方法和区间线性规划模型，提出基于温室气体减排和营养均衡的居民饮食结构优化方法，解决了食物生命周期分析中误差较大的问题；本发明建立了区间线性优化模型，通过模型求解为决策者提供适用于多个年龄段不同性别人群的低碳、营养均衡的饮食方案。

技术领域

本发明涉及饮食结构优化领域，尤其涉及一种温室气体减排和营养均衡的居民饮食结构优化方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，中国居民饮食结构正在发生巨大的变化，呈现出动物性食物替代植物性食物消费的趋势。其中，肉类和油类食物摄入的不断增加导致了食物系统碳排放量显著增加。因此，考虑碳减排的区域居民饮食结构优化研究对中国实现碳达峰目标具有重要意义。现有研究在饮食优化研究层面上，缺乏权衡考虑温室气体减排和居民摄入营养之间的关系。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种基于温室气体减排和营养均衡的居民饮食结构优化方法，本发明通过建立基于生命周期的区间线性优化方法优化未来居民饮食结构，实现食物系统温室气体减排和居民膳食营养均衡的双重收益。本发明针对区域不合理膳食模式导致的营养失衡和温室气体排放过量问题，建立基于生命周期的区间线性优化模型，通过模型优化为决策者提供适用于多个年龄段不同性别人群的低碳、营养均衡的饮食方案。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于温室气体减排和营养均衡的居民饮食结构优化方法，包括如下步骤：

(1)收集食物消费的历史数据，分析食物消费温室气体排放趋势；

(2)运用生命周期分析方法，分析食物系统生命周期温室气体排放，构建食物温室气体排放清单；

(3)建立基于生命周期的区间线性优化模型，通过模型求解提供适用于多个年龄段不同性别人群的低碳、营养均衡的饮食方案。

本发明立足于国家温室气体排放强度减排政策，提出了一种基于温室气体减排和营养均衡的居民饮食结构优化方法，可有效减少食物消费碳排放，优化出适用于特定区域居民的饮食结构。本发明基于生命周期分析的方法，研究食物生命周期过程中的温室气体排放。本发明通过建立基于生命周期的区间线性优化方法优化未来居民饮食结构，实现食物系统温室气体减排和居民膳食营养均衡的双重收益。

进一步的，所述步骤(2)中，构建食物温室气体排放清单以居民一天的食物消费量作为评价的功能单位；分析食物系统生命周期温室气体排放包括分析家禽家畜饲养过程产生的温室气体排放、农业投入品的温室气体排放以及食物生产过程中的温室气体排放。

进一步的，所述步骤(2)中，分析家禽家畜饲养过程中产生的温室气体排放包括分析动物肠道发酵甲烷排放以及分析动物粪便管理甲烷和氧化亚氮排放。

进一步的，所述步骤(2)中，农业投入品的温室气体排放包括肥施用、农药施用、农用机械的燃料消耗、农膜使用、农地土壤排放的氧化亚氮(N₂O)。

进一步的，所述步骤(2)中，食物生产过程中的温室气体排放包括稻田甲烷排放。

进一步的，所述步骤(3)中，建立基于生命周期的区间线性优化模型，所述优化模型的约束条件包括：居民每日营养需求约束和购买力约束。

进一步的，所述步骤(3)中，所述优化模型将食物分为九大类，九大类食物包括谷物类、豆类、蔬菜类、水果类、肉类、奶类、蛋类、水产品类、食用油类，九大类食物进一步细分为32种食物小类，同时考虑区域食物的季节变化和不同的年龄段各性别人群的营养需求。