人类每年呼出20亿吨二氧化碳，比1985年多出74%

每个活着的人都在将食物转化为能量，并将剩余的碳以二氧化碳的形式呼出。根据首个基于人们在日常生活中实测数据得出的全球估算，全人类加起来，这一安静的化学反应每年大约产生20亿吨二氧化碳。

这一总量在三十年间增长了近四分之三，主要原因是我们的人口大幅增加。就总吨位而言，人类呼吸的二氧化碳现已超过整个工业化国家的化石燃料排放量，但得出这一数字的科学家强调，这并非导致地球变暖的原因。

这项由巴斯大学运动、营养与代谢中心哈维尔·冈萨雷斯（Javier Gonzalez）领导、发表在《柳叶刀-星球健康》上的研究显示，1985年人类代谢产生的二氧化碳为每年11.8亿吨，2015年则达到20.5亿吨。其中超过60%的增长来自人口增长，其余主要源于人类体重增加，因为体型越大，消耗的燃料就越多。

“我们所有人仅仅通过将食物转化为能量就会产生二氧化碳，但在此之前，我们并不清楚这在全球范围内加起来有多少，”冈萨雷斯说。“我们发现，增长的主要原因是我们人更多了。”

按全球人口平均计算，2015年的总量相当于每人每年约275公斤，在将婴儿、儿童和老年人平均计算后，每天约为0.75公斤。1985年这一数字接近240公斤。同期全球人口增加了约26亿，这就是全球总量增长远快于人均增长的原因。

如何测量数十亿人的呼吸

没有人能给全人类戴上呼吸面罩，因此研究团队从测量单个身体在实验室外消耗能量的最可靠方法入手：双标水法。志愿者饮用一种水，其中部分氢原子被重氢取代，部分氧原子被重氧取代。在接下来的一到三周内，尿液样本显示每种标记物离开身体的速度。

诀窍在于两者的差异。氢几乎只以水的形式离开，而氧则以水和呼出的二氧化碳两种形式离开。两种消失速率之间的差距揭示了该人在工作、睡觉、进食和像往常一样活动时产生了多少二氧化碳。

研究人员利用了国际原子能机构双标水数据库中的9006次测量数据，这些数据来自6756名年龄从新生儿到101岁不等的人。基于这些数据，他们建立了一个模型，显示二氧化碳排放量如何随体重和性别变化。然后，他们输入联合国提供的各国人口数据，以及世界卫生组织和非传染性疾病风险因素协作组织提供的体重数据，逐年追踪结果。

这种方法之所以重要，是因为此前的数字依赖于捷径，例如平均热量需求或密封测量室中的小规模志愿者群体。双标水法捕捉的是真实的日子，包括步行上班和辗转难眠的夜晚，这就是作者将其描述为首次基于大规模自由生活测量得出的估算的原因。

总吨位超过俄罗斯的化石燃料排放

要感受20亿吨的规模，可以将其与化石燃料对比。根据“我们的数据世界”整理的全球碳项目数据，2015年全球燃烧煤炭、石油和天然气以及生产水泥共排放约354亿吨二氧化碳。人类代谢产生的二氧化碳约占其中的6%。

逐国比较更为鲜明。俄罗斯当年化石燃料和水泥排放量约为16亿吨，日本约为12亿吨，均低于人类呼出的二氧化碳量。印度约为22亿吨。这一比例在三十年间几乎未变：1985年，代谢二氧化碳也接近当时小得多的化石燃料总量的6%。

地理分布遵循人口而非生理特征。亚洲产生了人类代谢二氧化碳的大部分，仅仅因为大多数人口居住在那里，而研究发现男性和女性之间的差异在人口层面被抵消了。

为什么你的呼吸不像燃煤电厂那样加热地球

你呼出的碳不久前还在空气中。麦田或稻田通过光合作用将其从大气中吸收，它作为面包或米饭到达你的餐盘，然后你的细胞再次将其释放。在几个月到几年的时间里，这个循环闭合。科学家称之为快速碳循环。

煤炭、石油和天然气携带的是植物数百万年前锁定的碳。燃烧它们会将已经脱离地质循环的碳添加到空气中，这就是大气二氧化碳持续攀升的原因。“重要的是，我们呼出的二氧化碳与燃烧化石燃料不同，”冈萨雷斯说。“我们并不是说呼吸正在驱动气候变化。”

养活80亿人口确实会产生巨大的化石足迹，从化肥厂到拖拉机、冷藏卡车和砍伐的森林。这些排放被计入农业、土地利用和能源等其他类别。新数字仅涉及最后一步：身体将食物转化为运动和热量。

那么为什么要计算它呢？因为模拟碳循环的科学家以及测量城市街道上方空气中二氧化碳的城市网络需要每一笔流量都平衡。在密集的城市中，数百万居民的呼吸是传感器捕捉到的一部分。巴斯团队强调，这项研究是为了更好的碳核算，而不是告诉任何人少运动或改变饮食。

估算未解决的问题

这是一项建模研究，其基础存在局限性。6756名志愿者参与的研究是为其他目的而进行的，因此他们并非人类的随机样本，而且女性人数大约是男性的两倍。该模型根据体重和性别预测每个人的排放量，这意味着整个人群的身体活动水平差异被纳入平均值，而非逐国测量。

该系列数据也止于2015年。鉴于目前全球人口约为82亿，按相同的人均比率计算，今天的总量将接近22.5亿吨，但这只是简单的算术，并非研究报告的数字。其他气体也不在其范围内。有些人的肠道微生物会产生甲烷，部分通过呼吸排出，早期的密封室实验发现，约三分之一的志愿者是甲烷生产者。

该研究也未明确我们食物中的碳有多少本身是由化石能源（例如通过合成肥料）塑造的。这个问题属于农业的碳账本，而饮食对气候的真正影响就在于此。

关于人类呼出二氧化碳量的常见问题

一个人一天呼出多少二氧化碳？

按所有年龄平均计算，约为0.75公斤，基于该研究2015年全球总量除以当年世界人口。一个活跃的成年人产生的量高于平均值，而一个小孩则少得多。一年下来，平均值约为275公斤。

呼吸会导致气候变化吗？

不像化石燃料那样。我们呼出的碳来自食物，而食物背后的植物最近才从大气中吸收它，因此呼吸将已经循环的碳归还。食物的气候成本在于其种植、加工和运输方式，这被单独计算。

科学家如何测量身体产生的二氧化碳？

实验室外最可靠的方法是双标水法。一个人饮用标有重氢和重氧的水，一到三周内的尿液样本显示每种标记物离开身体的速度。两种速率之间的差异揭示了产生了多少二氧化碳。

为什么自1985年以来人类二氧化碳排放量增长如此之大？

主要是因为1985年至2015年间，人口从约49亿增长到75亿。人口增长解释了超过60%的增长，其余大部分反映了平均体重的增加。

下一步是什么

该研究于2026年10月26日在线发表，并于11月初引起更广泛关注。其作者认为，人类代谢是快速碳循环中数量上重要的一部分，应被纳入碳系统模型。联合国预测世界人口将在2080年代中期达到约103亿的峰值，作者预计代谢二氧化碳将同步增长。每一个未来的个体都将呼出他们的食物从天空借来的碳，而保持账目准确的工作只会变得更加艰巨。

参考文献：Gonzalez et al., “Accounting for global carbon dioxide production from human metabolism between 1985 and 2015: a modelling study,” The Lancet Planetary Health, 2026. DOI: 10.1016/j.lanplh.2026.101546

标签: 气候, The Lancet Planetary Health, University of Bath, 二氧化碳, 人口增长, 新陈代谢