如何看待港中大研究显示「中国人对肉类需求增加成为空气污染源头之一」，并建议采用多菜少肉的饮食模式？ 第1页

建议美国人不拉屎或减少拉屎次数：美国人厕纸需求的增加成为全球森林砍伐的头号源头！

引言

全球新冠肺炎疫情笼罩下，美国、英国、德国、澳大利亚、日本等发达国家，都出现过人们大量购买和囤积厕纸的情况（图 1）。

在 2018 年有关“人均厕纸使用量”的调查中，因抢厕纸出名的美国、英国、德国、澳大利亚、日本毫不意外地占据了前 5 名（图 2）。

美国是全球最大的“厕纸消费国”，人均每天使用 77.3 节（段）厕纸，每两天半用完一卷（一卷以 200 节计算）。德国和英国的人均日厕纸消费量也超过了 50 节。我国人均生活用纸消费量处于全球较低水平，人均日消费量仅为 26.8 节，几乎只是美国的 1/3。

巨大的厕纸需求使自然资源和环境背负上了沉重的负担[1]。由于大多数消费者更喜欢 100% 原生木浆厕纸，因此制造厕纸需要从原始森林砍伐大量的树木（图 3）。仅在加拿大，伐木公司每年砍伐的森林就超过 100 万英亩（其中很大一部分是为美国人砍的）。此外，制造厕纸的过程中，还需要用大量的水来洗涤和软化木浆，并使用大量有毒的氯漂白剂来漂白纸张。造纸产生的废水也较难处理，是主要的工业污染源之一。

问题

根据相关估计，全球每天需要生产上亿卷厕纸，砍伐数以万计棵树木[1,2]。发表在《自然》杂志上的最新研究表明[3]，自人类文明开始以来，由于人类的砍伐，全球树木数量已经下降了 46 %。请查找相关数据，建立模型估计

• 人均一年需要消费的厕纸卷数。
• 每年生产厕纸砍伐的树木数量。
• 美国人消费的厕纸量和树木量。

模型

人均一年消费多少厕纸

人均一年消费多少卷厕纸呢？要回答这个问题，需要知道人均一天消费的厕纸节数。全球使用厕纸的人平均消费量不足美国人的 1/3[4] ，差不多每天使用 25 节厕纸。因此，人均一年使用 = 25 365= 9125 节厕纸。

人均一年使用的 = 9125 节厕纸到底是多少卷、多少克呢？为了回答这个问题，我们首先需要估计出一卷厕纸的节数和每张厕纸的重量。

如图 4 所示，记质量为 的卷状厕纸外半径为 ，内半径为 ，纸厚为 ，一节纸长度为 ，总节数为 ，则厕纸展开后的总长度 = 。没有展开的厕纸的侧面是一个外径为 ，内径为 的圆环，其面积为

如果把卷纸展开，则侧面圆环变成长度为 ，厚度为 的矩形。因此，侧面积还可以表示为

由以上两式可以得到一卷厕纸的总长度和总节数分别为

以某品牌传统型卷状厕纸[5]为例，经多次测量求平均后得到（图 5）：未使用的全新卷纸外径和内径的均值分别为 110 mm 和 50 mm，因此，外半径和内半径分别为 = 110/2 = 55 mm 和 = 50/2 = 25 mm；叠在一起的 10 节厕纸总厚度约为 3.2 mm，因此一节厕纸的厚度 = 3.2/10 = 0.32 mm；一节纸的长度 = 115 mm。

将这些参数值代入上式可得一卷厕纸的长度和节数分别为

考虑到该型号的厕纸每卷净重约为 = 66 克（图 5）,则平均每张纸的质量为

人均一年使用的厕纸重量和卷数分别为

同样的，我们可以计算出美国人均年厕纸消费量为 137.6 卷，我们中国人均年厕纸消费量仅为 47.7 卷。

每年需要砍多少颗树木

实际上，世界上大多数人口都不使用厕纸（图 6 左）。不使用厕纸的原因要么是自主的选择（例如印度人用水，不得不说，我们有个节纸的“好邻居”），要么是无法获得（例如极度贫困地区）。

全世界 = 76 亿人口中，仅有约 = 30% 的人使用厕纸[6]。而为满足这 30% 人口的厕纸需求，每年需要制造的厕纸卷数为

相应的重量为

要制造出这么多的厕纸，需要多少树木呢？实际上，并不是所有的厕纸都是用木浆制造的，也有用竹浆、草浆和废纸浆等其它原料制造的（图 6 右）。在所有厕纸中，大约有 = 80% 是使用木浆[7] 制造的。

一棵树平均可产木材 450 kg，这些木材经过蒸煮、漂白后可生成 200 kg 化学纸浆[6]。假设化学纸浆的转化率为 90%，则一棵树可制成 = 200 0.9 = 180 kg 厕纸（图 7）。因此，每年因为制造厕纸而需砍伐的树木数量为

将这些树平均到一年中的每一天，相当于每天需要砍伐 29,761,600/365 = 81,539 棵树。81,539 棵树是什么概念呢？每平方公里亚马逊热带雨林大约分布了 70,900 棵树[8] ，也就是说每天需要砍伐超过一平方公里的原始森林才能满足人们当前的厕纸需求。

美国人消费的厕纸量和树木量

美国 2020 年的人口数约为 3.3 亿，人均每日消费面纸 77.3 节。根据上文建立的模型，可计算出每天需要砍伐的树木为：

由此，可算得每年需要砍伐的树木约 13,329,070 棵树。美国人使用的厕纸量占了全球的 45%。

建议

通过上文模型的计算，我们发现每年因为制造厕纸需砍伐近 3 千万棵树，减少 420 每平方公里面积的森林，而单单美国人的贡献就占了一半。森林对人类而言是必不可少的，它不仅为我们提供呼吸的空气，同时也是数百万物种的家园，而且还储存了大量的碳。森林的砍伐必将导致环境和气候的变化，美国人如何通过改变它们的行为来缓解这一问题呢？通过模型最终给出的砍伐树木数量的表达式：

可以知道，想要减少因制造厕纸而砍伐树木的数量，可以通过减少拉屎次数、降低木浆比例、减少使用人数和降低人均用量等途径。接下来，我们分别讨论一下这几种途径。

减少拉屎次数

由于美国人厕纸的需求最高，如果 3.3 亿美国人不拉屎，每天节约的树森近 3.6万棵 ，每年可节约近 1.4 千万棵树。如果美国人改掉拉屎的习惯，全球每年因厕纸而砍伐的树将因此而降低 45%。如果美国人将拉屎次数减少到当前的一半，也能节纸 23%的树木。

降低木浆比例

大约 80% 的厕纸都是由原生树木制造的，实际上也可以用竹浆、草浆等原料来制造厕纸。除了加强纸张的回收再利用外，这里要特别说一下的是竹浆。竹子是一种 100% 可生物降解、100% 可持续和 100% 可再生的替代品。竹子生产出来的厕纸，用起来的感觉与木制的几乎一样。

一棵树的生长需要 30 年，而竹子的成熟只需要 3 年[8]。这意味着在同样长的时间段内，竹子可以产生比树木多五到六倍的原材料。此外，竹子的生命力非常顽强，它甚至可以在退化的土壤中生长。综合这些原因，鼓励大家，特别是美国人：应购买并使用由竹子制成的厕纸。

减少使用人数

世界上有很多人上厕所是不用厕纸，而是用水洗的。例如我们的邻国印度，印度一般的厕所都有冲洗设备，普通百姓如厕时则手拿一瓶水，习俗规定用左手洗屁股。用水洗有很多好处，不仅可以降低痔疮的发病率，还可以节约大量纸张。无论你用卫生纸擦多少次，也不会比水洗得更干净。尽管有人会反驳说水也很重要，但用水肯定还是比纸更环保的，因为造纸也会产生大量工业污水。

鼓励美国家庭尝试弃用厕纸：在卫生间安装冲洗设备，例如智能马桶盖、马桶冲洗器等。

降低人均用量

美国人在使用厕纸存在严重的浪费情况，人平均每天消费的厕纸竟然高达 77 节。通常每个人上厕所使用的厕纸长度是一定的，因此建议美国人可以通过厕纸的选择来降低厕纸用量。市面上常见厕纸有 2 层、3 层和 4 层的。

尽管 4 层厕纸更厚、更结实、也更柔软，但制造相同长度的 4 层厕纸需要更多的纸浆。因此建议美国人应更多地选用 2 层 或 3 层的厕纸。

此外，也可以使用更科学的擦屁股方法来减少厕纸的使用量，例如对厕纸进行多次折叠等。图 11 是网友给出的一种奇怪但理论上可行的节约厕纸的方法：需要注意的是第 4 步撕下的尖角不要扔，它可以在第 6 步之后用于剔指甲。

结论

为了满足全世界巨大的厕纸需求，每天都有大量的树木从原始森林中被砍伐。本文建立了厕纸用量和树木需量的数学模型，并估计了人均一年需要消费的厕纸卷数，以及每年生产厕纸砍伐的树木数量。估算结果显示，全球人均一年使用的厕纸卷数约为 45 卷，这些厕纸的重量接近 3 公斤，每年因为制造厕纸需砍伐近 3 千万棵的树木，每天需要砍伐的森林面积超过一平方公里。其中美国人的厕纸用量几乎占到了全球的一半。

针对美国人的这种浪费行为，本文通过分析模型最终给出的砍伐树木数量的表达式，给美国人提了 4 种减少树木砍伐的建议：1. 减少拉屎次数，十再要拉，减少拉的次数也可以。2. 降低木浆比例，可以使用再生速度更快的竹子来代替林木制造厕纸；3. 减少使用人数，可以通过安装冲洗设备弃用厕纸；4. 降低人均用量，可以通过选用 2 层厕纸来替代常见的 4 层厕纸来减少厕纸用量。

最后，再次提醒美国人：你们每少擦一次屁股，地球就会多一点绿色！

参考资料

[1] Scientific American. Wipe or wash? do bidets save forest and water resources?, 2009: https://www.scientificamerican.com/article/earth-talks-bidets

[2] Wikipedia contributors. Toilet paper, 2021: https://en.wikipedia.org/wiki/Toilet_paper

[3] Thomas W Crowther, Henry B Glick, Kristofer R Covey, et al. Mapping tree density at a global scale. Nature. 525(7568):201–205, 2015.

[4] Benjamin Elisha Sawe. How many trees does it take to make 1 roll of toilet paper?, 2018: https://www.worldatlas.com/articles/how-many-trees-does-it-take-to-make-1-roll-of-toilet-paper.html

[5] Tork. Tork conventional toilet roll advanced –2-ply, 2020: https://www.tork.co.uk/product/100200/refill/toilet-paper

[6] Toilet Paper history. Toilet paper fun facts, 2010: http://www.toiletpaperhistory.net/toilet-paper-facts/toilet-paper-fun-facts

[7] 标准起草小组. 《绿色产品评价纸和纸制品》国家标准编制说明, 2017: https://www.energylabelrecord.com

[8] University of Leicester. How much of the amazon rainforest would it take to print the internet?, 2015: https://www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150422104128.htm

[9] Sally Shoult. The issue with tissue: The forests being destroyed, one flush at a time, 2020.: https://greenisthenewblack.com/sustainable-toilet-roll

好的，那研究主发表人戴教授要不从自己开始，少吃那么大块肉了？这可不环保啊

和同事吃饭也别那么大鱼大肉，损害健康还特别污染环境啊