ارزیابی چرخة حیات راهبردهای کاهش متان در تولید گوشت گاو: رویکردی سیستمی به پایداری زیست ‌محیطی

نوع مقاله : مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان

دانشجوی دکتری عمومی دامپزشکی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

10.22059/domesticsj.2026.394676.1193

چکیده

تولید گوشت گاو به‌ عنوان یکی از ارکان اصلی دامپروری جهانی، ضمن تأمین نیازهای تغذیه‌ای رو به رشد، به دلیل انتشار متان (CH₄)، گازی با پتانسیل گرمایشی بالا، چالش‌های زیست ‌محیطی قابل‌ توجهی ایجاد می‌کند که عمدتاً از تخمیر شکمبه‌ای، مدیریت کود دامی و کاربری زمین ناشی می‌شود. این مقاله با بهره‌گیری از ارزیابی چرخة حیات (Life Cycle Assessment: LCA) به ‌عنوان یک روش علمی جامع، راهبردهای کاهش متان در تولید گوشت گاو را از منظری سیستمی بررسی می‌کند که فراتر از رویکردهای سنتی تغذیه‌ای است. هدف از ارائة این مطالعة علمی- ترویجی، ارزیابی اثرات زیست ‌محیطی این راهبردها، شناسایی منابع اصلی متان و پیامدهای آن، و تحلیل تعادل بین کاهش متان و سایر عوامل مانند جذب کربن، مصرف آب و تنوع زیستی است. یافته‌ها نشان می‌دهند که افزودنی‌های خوراکی مانند مشتقات جلبک دریایی می‌توانند متان شکمبه‌ای را تا ۱۵ درصد کاهش دهند، امّا LCA جامع، ضرورت توجه به اثرات زنجیره تأمین و تجزیه کود را برجسته می‌کند. راهبردهای یکپارچه نظیر چرای تطبیقی در استرالیا، با جبران متان از طریق ذخیرة کربن خاک و کاهش ضایعات غذایی با تأثیر ۱۰ درصد بر ردپای زیست ‌محیطی، پتانسیل بالایی دارند، امّا موفقیت آن‌ها به هماهنگی مراحل بالادستی و پایین‌دستی بستگی دارد. این مطالعه همچنین ابعاد اقتصادی و اجتماعی را بررسی کرده و نشان می‌دهد که هزینه‌های اولیه و نقش سیاست‌های تشویقی، پذیرش این راهکارها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. شکاف‌های پژوهشی موجود شامل محدود بودن دقت زمانی مدل‌های ارزیابی چرخه حیات، کمبود داده‌های بومی و منطقه‌ای، و همچنین نیاز به نوآوری‌هایی مانند حسگرهای سنجش متان و خوراک‌های زیستی مهندسی ‌شده است. پرداختن به این مسائل مستلزم تحقیقات میان ‌رشته‌ای است تا بتوان تعادلی پایدار میان جنبه‌های زیست ‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی برقرار کرد. این مطالعه، چارچوبی مبتنی بر شواهد علمی برای بهینه‌سازی تولید پایدار گوشت گاو در مواجهه با چالش‌های اقلیمی و امنیت غذایی ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Life Cycle Assessment of Methane Mitigation Strategies in Beef Production: A Systems Approach to Environmental Sustainability

نویسندگان [English]

  • Amirhossein Ahmadpour Samani
  • Mohammad Hossein Pakrooh
  • Parisa Aali
  • Mohammad Amin Saadat Zadeh
Doctor of Veterinary Medicine (DVM) Student, Faculty of Veterinary Medicine, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
چکیده [English]

Beef production, a pillar of global livestock systems, provides growing nutritional demands while generating enormous environmental problems through methane (CH₄) emissions; a highly potent greenhouse gas that originates primarily from enteric fermentation, manure management, and feed crop land use. This review employs life cycle assessment (LCA) as an integrated scientific method to evaluate methane mitigation strategies in beef production at the systems level beyond traditional nutritional approaches. The objective is to assess the environmental impacts of these actions, identify significant sources of methane and their consequences, and analyze methane abatement trade-offs against carbon sequestration, water use, and biodiversity. Findings indicate that seaweed extracts as feed additives can reduce enteric methane by up to 15%, but an exhaustive LCA pinpoints the necessity of taking supply chain emissions and manure decomposition pathways into consideration. Integrated solutions, such as Australia's adaptive grazing—offset methane through soil carbon sequestration—and minimizing food waste with a 10% reduction on environmental impact, are promising, though their success rests on coordinating upstream and downstream activities. Economic and social factors are also examined in this research, and it is discovered that initial technology costs and policy incentives play a significant role in adoption. Research gaps include temporal resolution inadequacies in LCA models, data inadequacies at the regional scale, and need for innovations like bioengineered feed and methane sensors, necessitating interdisciplinary research that bridges environment, economic, and societal sustainability. It provides an evidence-based framework for enhancing sustainable beef production during a time of heightened climate change and food security concerns.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Beef production
  • Environmental sustainability
  • Greenhouse gas mitigation
  • Methane
  • Life cycle assessment

مراجع

اصفهانی، جعفر، س. م.، مهدیی، ن.، سعدی، اله، ح.، و دوراندیش. (2018). ارزیابی اثرات زیست محیطی تولید ذرت علوفه‌ای (Zea mays L) در خراسان جنوبی. بوم شناسی کشاورزی، 10(1)، 281–298.
شیری، عطایی، زردی، گ.، و فرید. (2018). بررسی چرخه حیات (LCA) نظام تولید ذرت در شرایط آب‌و‌هوایی مغان. فصلنامه علوم محیطی، 16(1)، 191–206.
فتاحیان، آرزو، آرا، ف.، مکتبی، بروجنی، پ.، و باورصاد. (2020). بررسی اثر پوشش خوراکی کیتوزان و اسانس زیره سبز بر ماندگاری گوشت گاو در بسته بندی اتمسفر اصلاح شده. مجله علوم و صنایع غذایی ایران، 17(104)، 79–91.
فخرالدین، ا. س.، فاطمه، م.، زهرا، ا.، و رضا، ن. (1982). اثرات صنعت دام (گاو، خوک، طیور) بر میزان انتشار گازهای گلخانه ای.
Arcila, S., Correa, N., Pachón, S., Valderrama, L. G. A., and Cano-Londoño, N. A. (2024). "Environmental impacts of extensive beef production in Colombia by life cycle assessment: a case study." Environmental Science and Pollution Research, 31(43), 55720–5573.
Beauchemin, K., Janzen, H., Little, S., McAllister, T., and McGinn, S. (2011). "Mitigation of greenhouse gas emissions from beef production in western Canada–Evaluation using farm-based life cycle assessment." Animal Feed Science and Technology, 166, 663-677.
Beauchemin, K. A., Janzen, H. H., Little, S. M., McAllister, T. A., and McGinn, S. M. (2010). "Life cycle assessment of greenhouse gas emissions from beef production in western Canada: A case study." Agricultural Systems, 103(6), 371–379.
Chin, H. W., Tee, T. P., and Tan, N. P. (2024). "Life cycle assessment of greenhouse gas emissions and carbon mitigation methods in probiotic-fed broiler production." Animal Production Science, 64(12).
Cho, H. H., Strezov, V., and Evans, T. J. (2024). "Life cycle assessment of power-to-methane and renewable methane production technologies." Renewable and Sustainable Energy Reviews, 206, 114856.
Cusack, D. F., Kazanski, C. E., Hedgpeth, A., Chow, K., Cordeiro, A. L., Karpman, J., and Ryals, R. (2021). "Reducing climate impacts of beef production: A synthesis of life cycle assessments across management systems and global regions." Global Change Biology, 27(9), 1721–1736.
De Vries, M. d., Van Middelaar, C., and De Boer, I. (2015). "Comparing environmental impacts of beef production systems: A review of life cycle assessments." Livestock Science, 178, 279–288.
Dick, M., Da Silva, M. A., and Dewes, H. (2015a). "Life cycle assessment of beef cattle production in two typical grassland systems of southern Brazil." Journal of Cleaner Production, 96, 426–434.
Dick, M., da Silva, M. A., and Dewes, H. (2015b). "Mitigation of environmental impacts of beef cattle production in southern Brazil–Evaluation using farm-based life cycle assessment." Journal of Cleaner Production, 87, 58–67.
Dorca-Preda, T., Olijhoek, D. W., Mogensen, L., Lund, P., and Kristensen, T. (2024). "Climate and environmental effects of nutritional mitigation options to reduce enteric methane in dairy cattle: A life cycle assessment." Sustainable Production and Consumption, 47, 528–543.
Hollas, C. E., do Amaral, K. G. C., Lange, M. V., Higarashi, M. M., Steinmetz, R. L. R., Mariani, L. F., Nakano, V., Sanches-Pereira, A., de Martino Jannuzzi, G., and Kunz, A. (2024). "Livestock waste management for energy recovery in Brazil: a life cycle assessment approach." Environmental Science and Pollution Research, 31(3), 4705–4720.
Huerta, A. R., Güereca, L. P., and Lozano, M. d. l. S. R. (2016). "Environmental impact of beef production in Mexico through life cycle assessment." Resources, Conservation and Recycling, 109, 44–53.
Jebari, A., Takahashi, T., Lee, M. R., Collins, A. L., Coleman, K., Carswell, A., Segura, C., Cardenas, L., and McAuliffe, G. A. (2025). "Carbon footprints of greenhouse gas mitigation measures for a grass-based beef cattle finishing system in the UK." The International Journal of Life Cycle Assessment, 1–14.
Kang, H. Y., Hwang, Y. W., Lee, J. H., Cho, S. J., Jeon, Y. S., Kim, N. S., and Kim, J. (2025). "Evaluating the Greenhouse Gas Emissions Footprint of Chicken Meat Production in South Korea: A Life Cycle Perspective." Food and Bioproducts Processing.
Makoko, K. B., Miyake, S., Hinata, T., and Sembokuya, Y. (2025). "Life Cycle Assessment on Changing Dietary Strategies of a Non-grazing Dairy Production System in Hokkaido, Northern Japan." Japanese Journal of Farm Management, 62(4), 63–69.
Pelletier, N., Pirog, R., and Rasmussen, R. (2010). "Comparative life cycle environmental impacts of three beef production strategies in the Upper Midwestern United States." Agricultural Systems, 103(6), 380-389.
Zhang, X., Jiang, D., Li, J., Zhao, Q., and Zhang, M. (2024). "Carbon emission oriented life cycle assessment and optimization strategy for meat supply chain." Journal of Cleaner Production, 439, 140727.
علمی- ترویجی (حرفه‌ای) دامِستیک
دوره 25، شماره 4 - شماره پیاپی 35
در حال تکمیل شدن
اسفند 1404
صفحه 14-21

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار