面对气候变化挑战以及满足日益增长的人口所需资源的需求，越来越多人开始关注创建循环经济，以促进可持续生产实践。然而，为了评估这些策略及其后果，可靠的指标至关重要。来自伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的研究人员提出了一种循环性指数（Circularity Index），为生物经济系统中的循环性测量提供了全面的方法。他们最近的论文详细介绍了这种方法，并通过两个案例研究进行展示：一个玉米和大豆种植经营，以及整个美国食品和农业系统。
“传统上，我们的经济模型是线性的：我们生产、分配、利用，然后丢弃产品。为了增强可持续性，我们应该追求循环经济，不仅要利用自然资源，还要回收、再利用和再循环材料，”首席研究员、伊利诺伊大学农业与生物工程系（ABE）教授Yuanhui Zhang解释道。
“循环生物经济的概念正在研究中获得关注，然而大多数发现只是描述性的，缺乏可测量的影响。为了推进这一技术，我们需要有效的指标来评估影响、创建基准、进行对比和找出脆弱环节，”他补充道。
研究人员在他们的论文中详细分解了循环性指数（CI），该指数在0（完全线性）到1（完全循环）之间评分循环性。该指数涵盖八个类别：获取、制造、分配、使用、处理、回收、再制造和再利用。通过将可用数据输入这些类别来计算CI。
Zhang及其同事通过两个案例研究展示了CI的应用。第一个研究分析了位于美国中西部的一个玉米-大豆农场的氮循环。团队输入8年间的生产和产出数据，并评估了两种肥料类型的影响：尿素和粪肥。计算得出的CI值为尿素0.687和粪肥0.86，这表明粪肥有助于更循环的经济。
第二个案例研究集中在美国食品和农业部门，重点关注能源消费。利用来自USDA、EPA和DOE的国家数据，他们将现有系统与基于环境改善食品能源和水系统（EE-FEWS）框架的替代方案进行比较，后者强调回收、再制造和再利用有机废物。现有系统的CI评估为0.179，而EE-FEWS的做法可以将其提升至0.84。
“目前，我们的生产系统严重依赖化石燃料，部分整合了太阳能和风能。然而，我们几乎没有回收生物废物。通过将食物废物和粪肥加工成能源和肥料，我们可以将其回收到它们来源的农业系统中。采用EE-FEWS框架可以显著提升美国生物经济的循环性，”Zhang进一步阐述道。
CI是一种多用途的方法，可根据聚焦领域适应各种资源类型和系统。这些资源可以是矿物，如碳或氮，也可以是非矿物，如水或能源。这些系统可以从单个过程或农场扩展到整个行业部门、国家经济，甚至全球经济。
“我们认识到减少化石燃料消费、增加可再生资源和减少水使用的重要性。然而，为了有效地实现这些目标，我们必须理解细节，包括薄弱环节和权衡。CI提供了一个统一的指标，可以建立基线、进行系统比较并确定最佳行动策略，”Zhang表示。
CI可以作为支持政策努力的有价值指标，例如联合国的可持续发展目标。此外，它还具有潜在的商业利益；例如，食品公司可以利用它向消费者展示其生产的循环性。
