Efterfrågan på animaliskt protein och ökande välstånd ledde till en tredubbling av den inhemska produktionen av boskap i Kina mellan 1980 och 2010, och uppgången, trots vissa förbättringar av effektiviteten på gårdsnivå, haft betydande effekter på miljömässig hållbarhet, nationellt och globalt.

Med denna uppgång kommer att fortsätta, ett internationellt team av forskare har nu utarbetat en plan för att öka produktionseffektiviteten och miljöprestanda genom en "ny övergång" med stöd av en rad intressenter. Deras resultat publiceras denna vecka i Vetenskapens framsteg .

"Kinas boskapsövergång är massiv, när det gäller dess skala och hastighet, " säger Zhaohai Bai, en docent vid Center for Agricultural Resources Research vid Institutet för genetisk och utvecklingsbiologi vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) och lagets huvudförfattare.

Bai noterar hur "boskapsrevolutionen" har jämförts med den mer kända "gröna revolutionen" inom spannmålsproduktion, med marknadsvärdet av den globala ökningen av kött- och mjölkkonsumtionen mellan 1970 och 1990 dubbelt så stor som vete, ris och majs.

I Kina, det genomsnittliga köttet, konsumtionen av mjölk och ägg per capita ökade med 3,9, 10 och 6,9 gånger från 1980 till 2010, mer än någon annanstans i världen. Boskapsbeståndet växte från 142 till 441 miljoner djur under perioden, höjer sektorns ekonomiska värde nästan 60-faldigt, och Kina blev världens största boskapsproducent, före USA och Europa.

På gårdsnivå, andelen mer näringseffektiva enmagade djur (grisar och fjäderfä snarare än idisslare, nötkreatur och får) steg från 62 % till 74 %, och antalet marklösa (inhysta) industrisystem, som minskar effekten av utsläpp av växthusgaser (på en produktintensitetsnivå, eller växthusgasutsläpp per produktenhet) men begränsar hållbar produktion, steg 70-faldigt.

"Dock, kostnaderna för boskapsövergången är också stora, säger Lin Ma, tidningens motsvarande författare, även på CAS-institutet. "Importen av djurfoder har ökat 49 gånger, de totala ammoniak- och växthusgasutsläppen till atmosfären fördubblades, och kväveförlusterna till vattendrag tredubblades, " han lägger till.

Svag miljöstandard, avregleringspolitik och subventioner, så högt som 10 miljarder yuan (1 miljard pund) per år sedan 2007, får skulden. "Denna nya övergång måste framkallas av regeringen, bearbetningsindustrin, konsumenter och återförsäljare, " betonar mamma.

Laget, som också inkluderar forskare från Rothamsted Research och University of Bristol i Storbritannien, IIASA i Österrike, Wageningen University i Nederländerna, samt Agricultural University of Hebei och China Agriculture University, har utforskat två kontrasterande scenarier till 2050:en business-as-usual-modell och den nya övergången som stöds av intressenter.

Utan förändring, det kommer att bli ännu större ökningar av utsläppen av växthusgaser och ammoniak, och i förluster av kväve till vattendrag. Med förändring, Utsläppen av växthusgaser kan minskas med nästan hälften och kväveförlusterna med nästan två tredjedelar.

"Kinas boskapsövergång har betydande global inverkan och det finns ett kritiskt behov av att utveckla vägar för mer hållbar boskapsproduktion eftersom vi står inför ett växande tryck på resurser och miljökonsekvenser av globalt jordbruk, säger Michael Lee, Chef för Rothamsteds North Wyke-sajt och en av tidningens författare.

"Vår grupp av internationella experter har kartlagt banor för att hjälpa till att utveckla vägar för att uppnå en ny övergång som är inriktad på att öka produktionseffektiviteten och miljöprestanda på systemnivå med koppling av gröda-boskapsproduktion, " tillägger Lee, som också är professor i hållbara boskapssystem vid Bristol Veterinary School.

Denna senaste forskning från det CAS-ledda teamet följer akademins studie av de åtgärder som behövs för att klara Kinas förväntade efterfrågan på tre gånger så mycket mjölk till 2050 som den producerade 2010, utan att öka utsläppen av växthusgaser och kväveföroreningar. Studien publicerades i februari i Global förändringsbiologi .