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随着全球城市化的推进，自然生态系统已远不能满足人类对于物品和服务的需求。人类对原生态系统进行设计和改造使其结构破缺形成了功能单一且高效提供目的服务的人工生态系统。封闭的人工生态系统通过最大化隔绝外部环境干扰，克服气候限制从而可提供高通量的物品和服务。现代城市中，封闭生态系统的种类和数量在不断增加，使后工业时代世界食物生产发生了巨大变化。
本研究调查了全球所有的具有全封闭牛舍的奶牛场，其中中国13个，美国11个，日本1个，以及半封闭和开放牛舍的奶牛场113个。样点奶牛场横跨中温带、暖温带，热温带(介于季风亚热带和暖温带之间，传统上也称为中亚热带和北亚热带)和季风亚热带(介于热带和热温带之间，传统上称为南亚热带)。结果表明：
(1)分布于不同气候带的全封闭牛舍奶牛场的奶牛单产相比于开放牛舍更高，在常年高温的季风亚热带高83%，在冬季寒冷的中温带高53%，在夏季高温的热温带高38%。然而，半封闭牛舍平均单产与开放牛舍相比(8.3 t head-1 yr-1)不存在显著的差异(p＞0.05)。以全球全封闭牛舍奶产量最大值(14.0 t head-1 yr-1)为可达产量，全球各地区发展全封闭奶牛舍的产量潜力最高出现在季风亚热带地区(增加164%)，包括中国南部、西亚和南美洲中部、非洲南部、澳洲东部；其次为中温带(109%)，包括中国北部、北亚、东欧、北欧和北美洲北部。
(2)与开放牛舍奶牛场相比，全封闭牛舍奶牛场每吨牛奶的氨(NH3)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放较低，但二氧化碳(CO2)排放较高。其中，每吨牛奶的NH3和N2O排放均在热温带低最多(分别为-34%和-30%)，CH4则在中温带低最多(-13%)，CO2排放增加，在中温带甚至高了9倍。以全封闭牛舍奶牛场的平均环境影响为标准计算其相比于开放牛舍的变化潜力，每吨牛奶NH3和CH4的减排潜力在季风亚热带最高，分别为-39%和-49%。在中温带，每吨奶的N2O排放减排潜力最高(-18%)。每吨奶的CO2则在季风亚热带的增加潜力最小，可增加240%。平均来看，开放和半封闭牛舍间每吨奶的环境影响没有显著差异(p＞0.05)。
(3)全封闭牛舍奶牛场供给服务(基于牛场面积)高于开放牛舍奶牛场，因其单位面积的养殖密度更大。在中温带，全封闭牛舍奶牛场的供给服务比开放牛舍奶牛场高4.5倍。以全封闭牛舍奶牛场的最佳实践的产奶量(1400 t ha-1 yr-1)为标准计算发展全封闭牛舍的产量潜力，增长潜力最高的是中温带，可达到9倍。全封闭牛舍奶牛场的负服务相比于开放牛舍也更高。综合供给服务和负服务，全封闭牛舍奶牛场的净服务是开放牛舍奶牛场的2倍。
(4)在中国，全封闭牛舍奶牛场同时具有私人收益和社会收益。假设奶牛场从开放牛舍转变为全封闭牛舍后，其养殖密度改变为全封闭牛舍奶牛场的密度，那么奶牛场单位面积上可增加140%的私人收益，180%的社会收益。若全封闭牛舍中配备过滤器来吸收NH3排放，社会成本将进一步降低42%，社会收益将比不安装时进一步提高15%。
(5)到2050年，当有90%的奶牛养殖全封闭牛舍中时，全球和中国的总牛奶产量均能满足需求。如果全球的全封闭牛舍配备NH3吸收过滤器，2050年的NH3排放总量将不会高于顺势推定(BAU)情景下的排放；如果全封闭牛舍奶牛场使用清洁能源，温室气体(GHG)排放将比BAU情景下的排放低25%。
提高牛舍封闭度可以克服气候对牛奶生产的限制，提高不同气候区城市居民鲜奶供应的公平性，在满足快速增长的牛奶需求的同时也减小了牛奶生产的健康损害成本。以后工业技术为支撑的现代农业，能够实现满足食物需求和实现环境友好的双赢，从而提高人类福祉。
本研究调查了全球所有的具有全封闭牛舍的奶牛场，其中中国13个，美国11个，日本1个，以及半封闭和开放牛舍的奶牛场113个。样点奶牛场横跨中温带、暖温带，热温带(介于季风亚热带和暖温带之间，传统上也称为中亚热带和北亚热带)和季风亚热带(介于热带和热温带之间，传统上称为南亚热带)。结果表明：
(1)分布于不同气候带的全封闭牛舍奶牛场的奶牛单产相比于开放牛舍更高，在常年高温的季风亚热带高83%，在冬季寒冷的中温带高53%，在夏季高温的热温带高38%。然而，半封闭牛舍平均单产与开放牛舍相比(8.3 t head-1 yr-1)不存在显著的差异(p＞0.05)。以全球全封闭牛舍奶产量最大值(14.0 t head-1 yr-1)为可达产量，全球各地区发展全封闭奶牛舍的产量潜力最高出现在季风亚热带地区(增加164%)，包括中国南部、西亚和南美洲中部、非洲南部、澳洲东部；其次为中温带(109%)，包括中国北部、北亚、东欧、北欧和北美洲北部。
(2)与开放牛舍奶牛场相比，全封闭牛舍奶牛场每吨牛奶的氨(NH3)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放较低，但二氧化碳(CO2)排放较高。其中，每吨牛奶的NH3和N2O排放均在热温带低最多(分别为-34%和-30%)，CH4则在中温带低最多(-13%)，CO2排放增加，在中温带甚至高了9倍。以全封闭牛舍奶牛场的平均环境影响为标准计算其相比于开放牛舍的变化潜力，每吨牛奶NH3和CH4的减排潜力在季风亚热带最高，分别为-39%和-49%。在中温带，每吨奶的N2O排放减排潜力最高(-18%)。每吨奶的CO2则在季风亚热带的增加潜力最小，可增加240%。平均来看，开放和半封闭牛舍间每吨奶的环境影响没有显著差异(p＞0.05)。
(3)全封闭牛舍奶牛场供给服务(基于牛场面积)高于开放牛舍奶牛场，因其单位面积的养殖密度更大。在中温带，全封闭牛舍奶牛场的供给服务比开放牛舍奶牛场高4.5倍。以全封闭牛舍奶牛场的最佳实践的产奶量(1400 t ha-1 yr-1)为标准计算发展全封闭牛舍的产量潜力，增长潜力最高的是中温带，可达到9倍。全封闭牛舍奶牛场的负服务相比于开放牛舍也更高。综合供给服务和负服务，全封闭牛舍奶牛场的净服务是开放牛舍奶牛场的2倍。
(4)在中国，全封闭牛舍奶牛场同时具有私人收益和社会收益。假设奶牛场从开放牛舍转变为全封闭牛舍后，其养殖密度改变为全封闭牛舍奶牛场的密度，那么奶牛场单位面积上可增加140%的私人收益，180%的社会收益。若全封闭牛舍中配备过滤器来吸收NH3排放，社会成本将进一步降低42%，社会收益将比不安装时进一步提高15%。
(5)到2050年，当有90%的奶牛养殖全封闭牛舍中时，全球和中国的总牛奶产量均能满足需求。如果全球的全封闭牛舍配备NH3吸收过滤器，2050年的NH3排放总量将不会高于顺势推定(BAU)情景下的排放；如果全封闭牛舍奶牛场使用清洁能源，温室气体(GHG)排放将比BAU情景下的排放低25%。
提高牛舍封闭度可以克服气候对牛奶生产的限制，提高不同气候区城市居民鲜奶供应的公平性，在满足快速增长的牛奶需求的同时也减小了牛奶生产的健康损害成本。以后工业技术为支撑的现代农业，能够实现满足食物需求和实现环境友好的双赢，从而提高人类福祉。