Global patterns of socioeconomic bi

Global patterns of socioeconomic biomass flows in the year 2000: A comprehensive assessment of supply, consumption and constraints

Fridolin Krausmann,* Karl-Heinz Erb, Simone Gingrich, Christian Lauk and Helmut Haberl


Institute of Social Ecology, Klagenfurt University, Schottenfeldgasse 29, 1070 Vienna, Austria, www.iff.ac.at/socec







Email adress of corresponding author:
[e-mail]









Key words: Biomass; Land use; Social metabolism; Livestock; Biomass trade; Carbon flows.


















Published as:
Krausmann Fridolin, Karl-Heinz Erb, Simone Gingrich, Christian Lauk and Helmut Haberl, 2008. Global patterns of socioeconomic biomass flows in the year 2000: A comprehensive assessment of supply, consumption and constraints.Ecological Economics 65(3), 471-487. doi:10.1016/j.ecolecon.2007.07.012

Abstract
Human use of biomass has become a major component of the global biogeochemical cycles of carbon and nitrogen. The use of land for biomass production (e.g. cropland) is among the most important pressures on biodiversity. At the same time, biomass is indispensable for humans as food, animal feed, raw material and energy source. In order to support research into these complex issues, we here present a comprehensive assessment of global socioeconomic biomass harvest, use and trade for the year 2000. We developed country-level livestock balances and a consistent set of factors to estimate flows of used biomass not covered by international statistics (e.g. grazed biomass, crop residues) and indirect flows (i.e. biomass destroyed during harvest but not used). We found that current global terrestrial biomass appropriation amounted to 18.7 billion tonnes dry matter per year (Pg/yr) or 16% of global terrestrial NPP of which 6.6 Pg/yr were indirect flows. Only 12% of the economically used plant biomass (12.1 Pg/yr) directly served as human food, while 58% were used as feed for livestock, 20% as raw material and 10% as fuelwood. There are considerable regional variations in biomass supply and use. Distinguishing 11 world regions, we found that extraction of used biomass ranged from 0.3 to 2.8 t/ha/yr, per-capita values varied between
1.2 and 11.7 t/cap/yr (dry matter). Aggregate global biomass trade amounted to 7.5% of all extracted biomass. An analysis of these regional patterns revealed that the level of biomass use per capita is determined by historically evolved patterns of land use and population density rather than by affluence or economic development status. Regions with low population density have the highest level of per-capita biomass use, high-density regions the lowest. Livestock, consuming 30-75% of all harvested biomass, is another important factor explaining regional variations in biomass use. Global biomass demand is expected to grow during the next decades; the article discusses some options and possible limitations related to such a scenario.


Introduction
Biomass, the sum of recent, non-fossil organic material of biological origin, is one of the fundamental resources of any socioeconomic system. Plant based biomass accounts for more than one third of global material consumption, averaging 25% of domestic material consumption (DMC) in the OECD and more than two thirds in the world’s least developed countries (see below, Schandl and Eisenmenger, 2006; MOSUS, 2007). In its most essential use, the provision of food for humans and feed for domesticated animals, biomass is not substitutable (Ayres, 2006). Biomass is also used as raw material in industrial processes, for manufacturing and construction and – despite the increasing dominance of the global energy sector by fossil fuels – is still the most important energy carrier for a large part of the population in low income countries. Globally, around 45% of the economically active population (incl. subsistence) are involved in biomass production (agriculture and forestry), contributing only 5% to global GDP. Currently, at least two thirds of the terrestrial surface of the earth are more or less intensively used by humans in order to produce biomass (Erb et al., 2007). Only about one fifth of the global land is still regarded as “wilderness” with little, if any, human interference (Sanderson et al., 2002). Biomass flows are intimately linked to the global biogeochemical cycles of carbon, nitrogen, phosphorous and other substances, and to the flow of trophic energy in ecosystems.
Biomass production is directly related to a large number of pressures on ecosystems including deforestation, fertilizer and pesticide application, with detrimental environmental effects such as groundwater depletion, ecosystem degradation or biodiversity loss (Chabra et al., 2006).

There is empirical evidence that human appropriation of biomass is a major pressure on biodiversity (Evans, 2005; Gaston, 2000; Haberl, 2007). On the other hand, biomass production is also related to the formation of cultural landscapes, mosaics of ecosystems directly dependent on human activities which are of high conservation value due to their species and habitat richness and their high importance for human well being. In recent years, the substitution of biomass for fossil fuels has received considerable attention as a strategy to reduce human-induced greenhouse gas emissions (Allgeier et al., 1995; European Commission, 1997). Biomass currently contributes some 9-13%, that is 35-55 EJ/yr (1
Exajoule = EJ = 1018 Joule), to the global supply of technical energy (Berndes et al., 2003; Nakicenovic et al., 1998; Turkenburg, 2000). Notable future increases in biomass demand are
expected due to the expected growth of world population (Lutz et al., 2004), improvements in human diets and due to increases in the amount of biomass used for energy provision.
So far, few comprehensive accounts of global biomass flows exist. Most estimates of production or use of biomass either comprise only selected socioeconomic biomass flows (Scurlock and Hall, 1990; Smil, 1999; Wirsenius, 2003b; Lal, 2005) or are limited to aggregate global values (Hall, 1980; Vitousek et al., 1986; Imhoff et al., 2004; Haberl and Erb, 2006). To our knowledge, only two comprehensive studies have so far quantified global biomass harvest on a national level, a study by Schandl and Eisenmenger (2006) and the MOSUS (2007) dataset. In both cases, however, biomass flow estimates were parts of an overall material flow account (MFA) that applied only rather crude estimation methods, provided only aggregate sum totals of national biomass extraction and did neither consider indirect flows nor allow further analyses of biomass use (e.g., by distinguishing food, feed, fibre and energy).
This paper introduces a method to comprehensively account for global socioeconomic biomass flows on a national level, taking regional characteristics of the land use system and of biomass use patterns into account. The calculation extends existing approaches in various ways: a) It provides a comprehensive account of direct (i.e. primary harvest) and indirect biomass flows (i.e. biomass appropriated but not subject to further socio-economic use), b) it allows to calculate grazed biomass based on regional and country-specific feed balances that consider country-specific livestock characteristics, c) it includes region-specific estimates of used and non-used crop residues, d) it complements FAO data on wood harvest by an alternative estimate based on an extensive literature survey and e) it includes a consistent breakdown of biomass production into eight different types of biomass (of which four are indirect flows) and of biomass use in nine different types. Biomass flows were calculated for the year 2000 on the country level and summarized for 11 world regions. Patterns of production, use and trade of biomass are analyzed and discussed. The last section analyzes factors influencing regional patterns of biomass metabolism and draws conclusions on the potential to further increase biomass production. The full data set covering all countries can be downloaded from our webpage http://www.iff.ac.at/socec/data/.

Methods and Data
Our estimate of global (terrestrial) biomass flows is largely based on publicly available data on biomass production and consumption. Main data source is the Food and Agricultural Organisation (FAO), which has a long tradition in the compilation of international statistical data related to agriculture and is the only standardized database available on the global scale (Wood et al., 2000, WRI, 2004). FAO collects national data using questionnaires sent to member nations, additionally making use of national and international publications, country visits and discussions with national experts. Data quality of the FAO compilations is sometimes contested, e.g. due to politically motivated under- or over-reporting of national statistics, or due to the lack of resources to conduct rigorous surveys in some countries.

However, data are extensively cross-checked, adjusted where necessary and various state-of the-art methods are applied to fill data gaps, including the ample usage of auxiliary data and trend extrapolations from previous years (for details see www.fao.org/WAICENT/FAOINFO/ECONOMIC/ESS/index_en.asp). Furthermore, flaws in the FAO dataset are confined due to the interrelated nature of the data: in many cases, data systemically relate to each other, for instance, the amount of harvested crops has to match with data on cropped area and yields per unit of area as well as with FAOs commodity balances in a plausible way. Therefore, we conclude that the data in general terms are reliable with respect to agricultural statistics and food balance sheets (cf. Heilig, 1999). In particular, we assume that underestimations due to difficulties in accounting for certain segments of subsistence agriculture are small compared to the overall biomass flows in most countries. The situation is different for fo

Kết quả (Việt) 1:

Các mô hình toàn cầu của nhiên liệu sinh học kinh tế xã hội chảy trong năm 2000: một đánh giá toàn diện của các cấp, tiêu thụ và khó khănFridolin Krausmann, * Karl-Heinz Erb, Simone Gingrich, Christian Lauk và Helmut HaberlViện xã hội sinh thái học, đại học Klagenfurt, Schottenfeldgasse 29, 1070 Vienna, Áo, www.iff.ac.at/socecĐịa chỉ email của tác giả tương ứng:[e-mail]ừ khóa: nhiên liệu sinh học; Sử dụng đất; Chuyển hóa xã hội; Chăn nuôi; Nhiên liệu sinh học thương mại; Cacbon chảy.Được xuất bản như:Krausmann Fridolin, Karl-Heinz Erb, Simone Gingrich, Christian Lauk và Helmut Haberl, 2008. Các mô hình toàn cầu của nhiên liệu sinh học kinh tế xã hội chảy trong năm 2000: một đánh giá toàn diện của các cấp, tiêu thụ và khó khăn. Kinh tế sinh thái 65(3), 471-487. Doi:10.1016/j.ecolecon.2007.07.012 Tóm tắtCon người sử dụng nhiên liệu sinh học đã trở thành một thành phần chính của các chu kỳ biogeochemical toàn cầu của cacbon và nitơ. Việc sử dụng đất cho sản xuất nhiên liệu sinh học (ví dụ như đất trồng trọt) là một trong những áp lực quan trọng nhất về đa dạng sinh học. Cùng lúc đó, nhiên liệu sinh học là không thể thiếu đối với con người như thực phẩm, động vật thức ăn, nguyên liệu và nguồn năng lượng. Để hỗ trợ nghiên cứu vào những vấn đề phức tạp, chúng tôi ở đây trình bày một đánh giá toàn diện của vụ thu hoạch nhiên liệu sinh học kinh tế xã hội toàn cầu, sử dụng và thương mại cho năm 2000. Chúng tôi phát triển cân bằng mức độ quốc gia chăn nuôi và bộ phù hợp của các yếu tố để ước tính các dòng chảy của nhiên liệu sinh học được sử dụng không có trong thống kê quốc tế (ví dụ như grazed nhiên liệu sinh học, dư lượng cây trồng) và gián tiếp dòng chảy (tức là sinh khối phá hủy trong thời gian thu hoạch, nhưng không được sử dụng). Chúng tôi thấy rằng hiện tại toàn cầu nhiên liệu sinh học trên mặt đất chiếm đoạt lên tới vấn đề khô 18.7 tỉ tấn mỗi năm (Pg/yr) hoặc 16% của toàn cầu NPP trên mặt đất mà Pg 6.6/năm là gián tiếp dòng chảy. Chỉ 12% sinh khối kinh tế được sử dụng thực vật (12,1 Pg/yr) trực tiếp phục vụ thực phẩm con người, trong khi 58% được sử dụng như là nguồn cấp dữ liệu cho vật nuôi, 20% là nguyên liệu và 10% như fuelwood. Có rất nhiều biến thể khu vực trong nguồn cung cấp nhiên liệu sinh học và sử dụng. Phân biệt khu vực thế giới 11, chúng tôi thấy rằng khai thác được sử dụng nhiên liệu sinh học trải dài từ 0.3 tới 2,8 t/ha/năm, mỗi đầu người giá trị khác nhau giữa1.2 và 11,7 t/cap/năm (vấn đề khô). Nhiên liệu sinh học tổng hợp toàn cầu thương mại lên tới 7,5% của tất cả các nhiên liệu sinh học được trích xuất. Một phân tích những mô hình khu vực cho thấy rằng mức độ sử dụng nhiên liệu sinh học trên đầu người được xác định bởi các mô hình trong lịch sử tiến hóa của đất sử dụng và dân số mật độ chứ không phải bởi affluence hoặc tình trạng phát triển kinh tế. Các khu vực với mật độ dân số thấp có mức cao nhất của việc sử dụng nhiên liệu sinh học cho mỗi đầu người, mật độ cao khu vực thấp nhất. Chăn nuôi, tiêu thụ 30-75% của tất cả thu hoạch nhiên liệu sinh học, là một yếu tố quan trọng khác giải thích các biến thể khu vực sử dụng nhiên liệu sinh học. Nhiên liệu sinh học toàn cầu nhu cầu dự kiến sẽ phát triển trong thập kỷ tiếp theo; bài thảo luận về một số tùy chọn và có thể hạn chế liên quan đến một kịch bản như vậy.Giới thiệuBiomass, the sum of recent, non-fossil organic material of biological origin, is one of the fundamental resources of any socioeconomic system. Plant based biomass accounts for more than one third of global material consumption, averaging 25% of domestic material consumption (DMC) in the OECD and more than two thirds in the world’s least developed countries (see below, Schandl and Eisenmenger, 2006; MOSUS, 2007). In its most essential use, the provision of food for humans and feed for domesticated animals, biomass is not substitutable (Ayres, 2006). Biomass is also used as raw material in industrial processes, for manufacturing and construction and – despite the increasing dominance of the global energy sector by fossil fuels – is still the most important energy carrier for a large part of the population in low income countries. Globally, around 45% of the economically active population (incl. subsistence) are involved in biomass production (agriculture and forestry), contributing only 5% to global GDP. Currently, at least two thirds of the terrestrial surface of the earth are more or less intensively used by humans in order to produce biomass (Erb et al., 2007). Only about one fifth of the global land is still regarded as “wilderness” with little, if any, human interference (Sanderson et al., 2002). Biomass flows are intimately linked to the global biogeochemical cycles of carbon, nitrogen, phosphorous and other substances, and to the flow of trophic energy in ecosystems.Biomass production is directly related to a large number of pressures on ecosystems including deforestation, fertilizer and pesticide application, with detrimental environmental effects such as groundwater depletion, ecosystem degradation or biodiversity loss (Chabra et al., 2006). There is empirical evidence that human appropriation of biomass is a major pressure on biodiversity (Evans, 2005; Gaston, 2000; Haberl, 2007). On the other hand, biomass production is also related to the formation of cultural landscapes, mosaics of ecosystems directly dependent on human activities which are of high conservation value due to their species and habitat richness and their high importance for human well being. In recent years, the substitution of biomass for fossil fuels has received considerable attention as a strategy to reduce human-induced greenhouse gas emissions (Allgeier et al., 1995; European Commission, 1997). Biomass currently contributes some 9-13%, that is 35-55 EJ/yr (1Exajoule = EJ = 1018 Joule), to the global supply of technical energy (Berndes et al., 2003; Nakicenovic et al., 1998; Turkenburg, 2000). Notable future increases in biomass demand areexpected due to the expected growth of world population (Lutz et al., 2004), improvements in human diets and due to increases in the amount of biomass used for energy provision.So far, few comprehensive accounts of global biomass flows exist. Most estimates of production or use of biomass either comprise only selected socioeconomic biomass flows (Scurlock and Hall, 1990; Smil, 1999; Wirsenius, 2003b; Lal, 2005) or are limited to aggregate global values (Hall, 1980; Vitousek et al., 1986; Imhoff et al., 2004; Haberl and Erb, 2006). To our knowledge, only two comprehensive studies have so far quantified global biomass harvest on a national level, a study by Schandl and Eisenmenger (2006) and the MOSUS (2007) dataset. In both cases, however, biomass flow estimates were parts of an overall material flow account (MFA) that applied only rather crude estimation methods, provided only aggregate sum totals of national biomass extraction and did neither consider indirect flows nor allow further analyses of biomass use (e.g., by distinguishing food, feed, fibre and energy).This paper introduces a method to comprehensively account for global socioeconomic biomass flows on a national level, taking regional characteristics of the land use system and of biomass use patterns into account. The calculation extends existing approaches in various ways: a) It provides a comprehensive account of direct (i.e. primary harvest) and indirect biomass flows (i.e. biomass appropriated but not subject to further socio-economic use), b) it allows to calculate grazed biomass based on regional and country-specific feed balances that consider country-specific livestock characteristics, c) it includes region-specific estimates of used and non-used crop residues, d) it complements FAO data on wood harvest by an alternative estimate based on an extensive literature survey and e) it includes a consistent breakdown of biomass production into eight different types of biomass (of which four are indirect flows) and of biomass use in nine different types. Biomass flows were calculated for the year 2000 on the country level and summarized for 11 world regions. Patterns of production, use and trade of biomass are analyzed and discussed. The last section analyzes factors influencing regional patterns of biomass metabolism and draws conclusions on the potential to further increase biomass production. The full data set covering all countries can be downloaded from our webpage http://www.iff.ac.at/socec/data/.
Methods and Data
Our estimate of global (terrestrial) biomass flows is largely based on publicly available data on biomass production and consumption. Main data source is the Food and Agricultural Organisation (FAO), which has a long tradition in the compilation of international statistical data related to agriculture and is the only standardized database available on the global scale (Wood et al., 2000, WRI, 2004). FAO collects national data using questionnaires sent to member nations, additionally making use of national and international publications, country visits and discussions with national experts. Data quality of the FAO compilations is sometimes contested, e.g. due to politically motivated under- or over-reporting of national statistics, or due to the lack of resources to conduct rigorous surveys in some countries.

However, data are extensively cross-checked, adjusted where necessary and various state-of the-art methods are applied to fill data gaps, including the ample usage of auxiliary data and trend extrapolations from previous years (for details see www.fao.org/WAICENT/FAOINFO/ECONOMIC/ESS/index_en.asp). Furthermore, flaws in the FAO dataset are confined due to the interrelated nature of the data: in many cases, data systemically relate to each other, for instance, the amount of harvested crops has to match with data on cropped area and yields per unit of area as well as with FAOs commodity balances in a plausible way. Therefore, we conclude that the data in general terms are reliable with respect to agricultural statistics and food balance sheets (cf. Heilig, 1999). In particular, we assume that underestimations due to difficulties in accounting for certain segments of subsistence agriculture are small compared to the overall biomass flows in most countries. The situation is different for fo

Kết quả (Việt) 2:

Mô hình toàn cầu của dòng chảy sinh khối kinh tế xã hội trong năm 2000: Một đánh giá toàn diện về cung cấp, tiêu thụ và chế Fridolin Krausmann, * Karl-Heinz Erb, Simone Gingrich, Christian Lauk và Helmut Haberl Viện Sinh thái xã hội, Đại Klagenfurt, Schottenfeldgasse 29, 1070 Vienna , Áo, www.iff.ac.at/socec Email địa chỉ của tác giả tương ứng: [e-mail] Từ khóa: sinh khối; Sử dụng đất; Chuyển hóa xã hội; Chăn nuôi; Thương mại sinh khối; Dòng Carbon. Được đăng tải: Krausmann Fridolin, Karl-Heinz Erb, Simone Gingrich, Christian Lauk và Helmut Haberl, 2008. mô hình toàn cầu của dòng chảy sinh khối kinh tế xã hội trong năm 2000: Một đánh giá toàn diện về cung cấp, tiêu thụ và constraints.Ecological Kinh tế 65 ( 3), 471-487. doi: 10,1016 / j.ecolecon.2007.07.012 Tóm tắt sử dụng nhân lực của sinh khối đã trở thành một thành phần chính của các chu trình sinh địa toàn cầu của cacbon và nitơ. Việc sử dụng đất để sản xuất nhiên liệu sinh học (ví dụ như đất trồng trọt) là một trong những áp lực quan trọng nhất về đa dạng sinh học. Đồng thời, sinh khối là không thể thiếu đối với con người như thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, nguyên liệu và các nguồn năng lượng. Để hỗ trợ các nghiên cứu vào những vấn đề phức tạp, chúng ta ở đây trình bày một đánh giá toàn diện của toàn cầu thu hoạch sinh khối kinh tế xã hội, sử dụng và thương mại cho năm 2000. Chúng tôi phát triển cân đối chăn nuôi ở cấp quốc gia và một tập hợp các yếu tố để ước lượng dòng chảy của sinh khối sử dụng không bao phủ bởi số liệu thống kê quốc tế (ví dụ như chăn thả sinh khối, tàn dư cây trồng) và dòng chảy gián tiếp (tức là sinh khối bị phá hủy trong quá trình thu hoạch, nhưng không được sử dụng). Chúng tôi thấy rằng hiện tại trên mặt đất sinh khối chiếm đoạt toàn cầu lên tới 18,7 tỷ tấn chất khô mỗi năm (Thạc / năm) hoặc 16% của toàn cầu trên cạn NPP trong đó 6,6 Thạc / năm là dòng chảy gián tiếp. Chỉ có 12% sinh khối thực vật đã qua sử dụng về kinh tế (12,1 Thạc / năm) trực tiếp phục vụ như là thực phẩm của con người, trong khi 58% được sử dụng làm thức ăn cho gia súc, 20% là nguyên liệu và 10% là củi. Có những khác biệt đáng kể trong nguồn cung cấp sinh khối và sử dụng trong khu vực. Phân biệt 11 khu vực trên thế giới, chúng tôi thấy rằng chiết xuất sinh khối sử dụng dao động 0,3-2,8 tấn / ha / năm, bình quân đầu người các giá trị khác nhau giữa 1,2 và 11,7 t / cap / năm (chất khô). Thương mại toàn cầu tổng hợp sinh khối lên tới 7,5% tổng số sinh khối trích xuất. Một phân tích của các mô hình khu vực cho thấy mức độ sử dụng sinh khối bình quân đầu người được xác định bởi mô hình lịch sử tiến hóa của sử dụng đất và mật độ dân số khá hơn bởi sự giàu có hay tình trạng phát triển kinh tế. Các vùng có mật độ dân số thấp có mức cao nhất của mỗi đầu người sử dụng sinh khối, khu vực có mật độ cao thấp nhất. Chăn nuôi, tiêu thụ 30-75% tổng số sinh khối thu hoạch, là một yếu tố quan trọng giải thích khác biệt vùng miền trong sử dụng sinh khối. Nhu cầu sinh khối toàn cầu dự kiến sẽ tăng trong những thập kỷ tiếp theo; bài viết thảo luận một số tùy chọn và những hạn chế có thể liên quan đến một kịch bản như vậy. Giới thiệu Biomass, tổng, phi hóa thạch nguyên liệu hữu cơ gần đây có nguồn gốc sinh học, là một trong những nguồn lực cơ bản của bất kỳ hệ thống kinh tế xã hội. Các tài khoản sinh khối thực vật dựa cho nhiều hơn một phần ba số nguyên liệu tiêu thụ toàn cầu, trung bình 25% lượng tiêu thụ nguyên liệu trong nước (DMC) của các nước OECD và hơn hai phần ba ở các nước kém phát triển nhất trên thế giới (xem dưới đây, Schandl và Eisenmenger, 2006; MOSUS, 2007). Khi sử dụng thiết yếu nhất của nó, cung cấp thực phẩm cho người và thức ăn cho vật nuôi, sinh khối là không thể thay thế (Ayres, 2006). Sinh khối cũng được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp, sản xuất và xây dựng và - bất chấp sự thống trị ngày càng tăng của ngành năng lượng toàn cầu bằng nhiên liệu hóa thạch - vẫn là hãng năng lượng quan trọng nhất đối với một phần lớn dân số ở các nước thu nhập thấp. Trên toàn thế giới, khoảng 45% dân số hoạt động kinh tế (bao gồm sinh hoạt phí.) Tham gia sản xuất sinh khối (nông nghiệp và lâm nghiệp), góp phần chỉ có 5% GDP toàn cầu. Hiện nay, có ít nhất hai phần ba bề mặt trên mặt đất của trái đất có nhiều hoặc ít sâu con người sử dụng để sản xuất sinh khối (Erb et al., 2007). Chỉ có khoảng một phần năm diện tích đất toàn cầu vẫn được coi là "hoang dã" với rất ít, nếu có, sự can thiệp của con người (Sanderson et al., 2002). Dòng chảy sinh khối được gắn liền với các chu trình sinh địa toàn cầu của cacbon, nitơ, phốt pho và các chất khác, và với dòng chảy của năng lượng dinh dưỡng trong hệ sinh thái. Sản xuất sinh khối có liên quan trực tiếp đến một số lượng lớn của áp lực trên hệ sinh thái bao gồm phá rừng, phân bón và phun thuốc trừ sâu (. Chabra et al, 2006)., với các hiệu ứng môi trường bất lợi như suy giảm nước ngầm, suy thoái hệ sinh thái hoặc mất mát đa dạng sinh học có bằng chứng thực nghiệm mà chiếm đoạt con người sinh khối là một áp lực lớn đối với đa dạng sinh học (Evans, 2005; Gaston, 2000; Haberl, 2007). Mặt khác, sản xuất sinh khối cũng liên quan đến sự hình thành của cảnh quan văn hóa, khảm của các hệ sinh thái phụ thuộc trực tiếp vào các hoạt động của con người có giá trị bảo tồn cao do loài và môi trường sống phong phú và tầm quan trọng cao đối với con người cũng được. Trong những năm gần đây, việc thay thế nhiên liệu sinh học cho nhiên liệu hóa thạch đã nhận được sự chú ý đáng kể như một chiến lược để giảm phát thải khí nhà kính do con người gây ra (Allgeier et al 1995,;. Ủy ban châu Âu, 1997). Sinh khối hiện đang đóng góp một số 9-13%, đó là 35-55 EJ / năm (1 Exajoule = EJ = 1018 Joule), để cung cấp năng lượng toàn cầu của kỹ thuật (Berndes et al, 2003;. Nakicenovic et al, 1998;. Turkenburg , 2000). Tăng trong tương lai đáng chú ý trong nhu cầu sinh khối được dự kiến do sự tăng trưởng dự kiến của dân số thế giới (Lutz et al., 2004), cải thiện chế độ ăn của con người và do sự gia tăng số lượng sinh khối được sử dụng để cung cấp năng lượng. Cho đến nay, rất ít tính toàn diện của dòng chảy sinh khối toàn cầu tồn tại. Hầu hết các ước tính của sản xuất hoặc sử dụng sinh khối hoặc là bao gồm các dòng chỉ được lựa chọn kinh tế xã hội sinh khối (Scurlock và Hall, 1990; SMIL, 1999; Wirsenius, 2003b; Lal, 2005) hoặc bị giới hạn để tập hợp các giá trị toàn cầu (Hall, 1980; Vitousek et al. , 1986;. Imhoff et al, 2004; Haberl và Erb, 2006). Theo hiểu biết của chúng tôi, chỉ có hai nghiên cứu toàn diện cho đến nay đã thu hoạch sinh khối lượng toàn cầu ở cấp quốc gia, một nghiên cứu của Schandl và Eisenmenger (2006) và các MOSUS (2007) bộ dữ liệu. Tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, các ước tính lưu lượng sinh khối là các phần của một tài khoản lưu lượng vật liệu tổng thể (MFA) mà áp dụng phương pháp ước lượng chỉ khá thô, cung cấp tổng số tiền chỉ tổng hợp của chiết xuất sinh khối quốc gia và đã không xem xét dòng gián tiếp cũng không cho phép phân tích thêm về sử dụng sinh khối (ví dụ, bằng cách phân biệt thực phẩm, thức ăn, chất xơ và năng lượng). Bài viết này giới thiệu một phương pháp để hạch toán toàn diện cho dòng chảy sinh khối kinh tế xã hội toàn cầu ở cấp quốc gia, lấy đặc điểm khu vực của hệ thống sử dụng đất và các mô hình sử dụng sinh khối vào tài khoản. Việc tính toán mở rộng phương pháp tiếp cận hiện theo những cách khác nhau: a) Nó cung cấp một tài khoản toàn diện trực tiếp (tức là thu hoạch chính) và các luồng sinh khối gián tiếp (tức là sinh khối chiếm đoạt nhưng không chịu tiếp tục sử dụng kinh tế-xã hội), b) nó cho phép để tính toán sinh khối chăn thả dựa trên số dư thức ăn chăn nuôi trong khu vực và quốc gia cụ thể xem xét đặc điểm chăn nuôi quốc gia cụ thể, c) nó bao gồm các ước tính khu vực cụ thể được sử dụng và không sử dụng phụ của cây trồng, d) nó bổ sung dữ liệu của FAO về khai thác gỗ theo một ước tính khác dựa trên một mở rộng khảo sát văn học và điện tử) nó bao gồm một sự cố phù hợp của sản xuất sinh khối thành tám loại khác nhau của sinh khối (trong đó bốn là dòng chảy gián tiếp) và sử dụng sinh khối trong chín loại khác nhau. Dòng chảy sinh khối được tính cho năm 2000 về việc cấp quốc gia và tóm tắt cho 11 khu vực trên thế giới. Mô hình sản xuất, sử dụng và thương mại của sinh khối được phân tích và thảo luận. Phần cuối cùng phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của các vùng sinh khối và rút ra kết luận về khả năng tiếp tục tăng sản xuất sinh khối. Các tập dữ liệu đầy đủ bao gồm tất cả các nước có thể được tải về từ trang web của chúng tôi http://www.iff.ac.at/socec/data/. Các phương pháp và dữ liệu ước tính của chúng tôi trên toàn cầu (trên cạn) chảy sinh khối chủ yếu dựa trên các số liệu công bố công khai trên sản xuất sinh khối và tiêu thụ. Nguồn dữ liệu chính là Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO), trong đó có một truyền thống lâu đời trong việc biên soạn các dữ liệu thống kê quốc tế liên quan đến nông nghiệp và là duy nhất cơ sở dữ liệu chuẩn có sẵn trên quy mô toàn cầu (Wood et al., 2000, WRI, 2004 ). FAO thu thập dữ liệu quốc gia bằng cách sử dụng bảng câu hỏi gửi đến các quốc gia thành viên, làm thêm việc sử dụng các ấn phẩm trong nước và quốc tế, thăm đất nước và thảo luận với các chuyên gia trong nước. Chất lượng dữ liệu trong những tài liệu của FAO được đôi khi tranh, ví dụ như do động cơ chính trị hiểu hoặc qua báo cáo số liệu thống kê quốc gia, hoặc do thiếu các nguồn lực để tiến hành các cuộc điều tra nghiêm ngặt ở một số nước. Tuy nhiên, dữ liệu là rộng rãi kiểm tra chéo, điều chỉnh khi cần thiết và nhiều nhà nước-of-nghệ thuật các phương pháp được áp dụng để lấp đầy những khoảng trống dữ liệu, bao gồm cả việc sử dụng phong phú của dữ liệu phụ trợ và phép ngoại suy xu hướng từ những năm trước (chi tiết xem www.fao.org/WAICENT/FAOINFO/ECONOMIC/ESS/index_en .asp). Hơn nữa, sai sót trong dữ liệu của FAO được giới hạn do tính chất liên quan đến nhau của dữ liệu: trong nhiều trường hợp, dữ liệu có hệ thống liên quan đến nhau, ví dụ, số lượng cây trồng thu hoạch phải phù hợp với số liệu về diện tích cắt và sản lượng trên một đơn vị khu vực cũng như với các cân đối hàng hóa FAOs một cách chính đáng. Do đó, chúng tôi kết luận rằng các dữ liệu một cách chung chung là đáng tin cậy đối với các số liệu thống kê nông nghiệp và bảng cân đối lương thực (Heilig, 1999) với. Đặc biệt, chúng tôi giả định rằng là thấp hơn do những khó khăn trong kế toán cho một bộ phận nông nghiệp tự cung tự cấp là nhỏ so với dòng chảy sinh khối chung ở hầu hết các quốc gia. Tình hình là khác nhau cho fo