Вантажопідйомність сільськогосподарських угідь США: десять сценаріїв дієти

Автори не мають заявлених конкуруючих інтересів.

Розробкою американської моделі Foodprint керував КП.

Пропозиції щодо дизайну моделі були внесені AD, TG та JP.

Основну відповідальність за збір даних для параметризації моделі поклали AD та JP.

Розробкою сценаріїв керували КП з участю GF та JW, які працювали з CP над попередньою версією моделі, та TG, який працював над відповідним аналізом потреб у кормах для худоби.

Написанням рукопису та підготовкою таблиць і рисунків керував КП.

Усі співавтори (AD, GF, TG, JP та JW) читали та коментували рукопис, вносячи пропозиції щодо того, як стиснути розповідь, пояснити написання, скласти аналіз та інтерпретувати висновки.

Крістіан Дж. Пітерс, Джеймі Пікарді, Амелія Ф. Даррузет-Нарді, Дженніфер Л. Вілкінс, Тімоті С. Гріффін, Гері В. Фік, Енн Р. Капусцінські, Ернесто Мендес; Вантажопідйомність сільськогосподарських угідь США: десять сценаріїв дієти. Elementa: Наука про антропоцен 1 січня 2016 р .; 4 000116. doi: https://doi.org/10.12952/journal.elementa.000116

Завантажити файл цитування:

Анотація

1. Вступ

1.1 Взаємозв'язок між харчуванням та стійкістю

Одне з найбільш незрозумілих питань у науці про стійкість - "Що нам їсти?" У літературі з харчових продуктів та сільського господарства наводиться вагомий випадок, що зміна раціону є необхідною для задоволення майбутніх потреб людини в їжі (McMichael et al., 2007; Pelletier and Tyedmers, 2010; Godfray et al., 2010; Foley et al., 2011; Сміт та ін., 2013). Під "зміною дієти" ці автори відносяться до режимів харчування, які стабілізують або зменшують виробництво худоби, утримують вплив харчової системи на навколишнє середовище в межах екосистеми та більш справедливо розподіляють їжу для досягнення глобальних харчових цілей.

Цей напрямок мислення не є новим. Рівняння I = PAT, задумане в 1970-х роках, передбачає, що вплив на навколишнє середовище є функцією населення, достатку та технологій (Parris and Kates, 2003). Заклики до розгляду наслідків споживання їжі на навколишнє середовище через зміну дієти звучали десятки років тому як в популярній (Lappé, 1971), так і в академічній літературі (Gussow and Clancy, 1986). Однак протягом більшої частини XX століття переважна парадигма сільськогосподарської науки була зосереджена на збільшенні врожайності та ефективності виробництва, розширюючись у 1980-х і 1990-х роках, включаючи екологічні наслідки фермерства, але не зосереджуючись на системах харчування (Welch та Graham, 1999). Подібним чином, харчові науки та дієтичні поради протягом більшої частини минулого століття керувалися майже виключно доказами про взаємозв'язок між поживними речовинами, продуктами харчування, раціоном та здоров'ям людини (Кінг, 2007). Якщо стратегії стійкості повинні враховувати як споживання їжі, так і виробництво, то необхідні аналізи, що пов’язують сільське господарство та харчування.

1.2 Земля як основний ресурс

Харчова система надає широкий спектр екологічних впливів. Втрата біорізноманіття, кліматичні викиди, порушення кругообігу поживних речовин і конкуренція за землю, воду та енергію називаються причинами стримування впливу сільського господарства на навколишнє середовище (Godfray et al., 2010; Foley et al., 2011). Серед цих наслідків використання землі є центральним. Пощадження земель від перетворення на сільське господарство може бути важливим для захисту біорізноманіття (Balmford et al., 2005; Lambin and Meyfroidt, 2011). Крім того, як підкреслювалося в дискусіях щодо переваг біопалива, перетворення природних луків чи лісів на сільське господарство спричиняє викиди вуглецю (Fargione et al., 2008; Searchinger et al., 2008). Обидва питання наводять переконливі аргументи проти розширення оброблюваних земель. Проте врожайність сільського господарства не йде назустріч прогнозованому світовому зростанню попиту на продовольство (Ray et al., 2013). Потенційний (і ймовірний) підвищений попит на біоенергію або поглинання вуглецю ще більше бентежить питання перетворення земель (Smith et al., 2013). З огляду на всі проблеми, розуміння впливу режимів харчування на землекористування є надзвичайно важливим.

1.3 Оцінка впливу дієти на землекористування та запаси їжі

Для визначення того, як вибір дієти впливає на землекористування, застосовувались різноманітні підходи, кожен зі своїми обмеженнями. Жоден окремий метод не є остаточним. Економічні моделі проектують майбутні потреби у продовольчих товарах та враховують конкуруючі сектори (ван Тонгерен та ін., 2001), але можуть недостатньо враховувати обмеження щодо пропозиції (Heistermann та ін., 2006). Оцінки життєвого циклу можуть розподілити вплив окремих продуктів на навколишнє середовище, але підхід стикається з методологічними проблемами та обмеженнями даних для моделювання повноцінних дієт (Heller et al., 2013). Існує безліч біофізичних підходів для оцінки потреб у землях у споживанні їжі (див., Наприклад, Gerbens-Leenes et al., 2002; Peters et al., 2007; Wirsenius et al., 2010), проте ця сфера є досить молодим, щоб порівняння достоїнств кожного підходу ще не оцінено. Hoekstra та Wiedmann (2014) стверджують, що «перехресне запліднення» серед різних підходів до впливу навколишнього середовища в кінцевому підсумку призведе до більш послідовних рамок. Іншими словами, поєднання найкращих частин кожного підходу відбуватиметься з часом. Тим часом, мабуть, найкраще зосередитись на тому, що було вивчене завдяки спробам зрозуміти взаємозв'язок між харчуванням та землекористуванням.

З літератури вийшло два ключових уроки. По-перше, продукція тваринництва є основним фактором, що сприяє потребам у землі, пов'язаних із західним харчуванням (van Dooren et al., 2014). Gerbens-Leenes та ін. (2002) розробив один із перших підходів до оцінки впливу дієти на землю та порівняв вимоги до землі, що відповідають сучасним моделям споживання в 14 європейських країнах та США (Gerbens-Leenes and Nonhebel, 2003). У всіх випадках м’ясо, молочні продукти та жири становили більшість потреб у землі. Подібні закономірності спостерігалися в подальших дослідженнях Швеції (Geeraert, 2013) та Німеччини (Meier and Christen, 2013). Хоча дослідження Китаю (Li et al., 2013) та Філіппін (Kastner and Nonhebel, 2010) припускають, що м’ясо, молочні та рослинні олії потребують значно меншої частки сільськогосподарських угідь, ці закономірності з часом змінюватимуться. Емпіричні дані показують, що споживання м’яса та молочних продуктів зростає із збільшенням доходу на душу населення в країні (Cranfield et al., 1998; Regmi et al., 2001) і що моделі споживання в країнах із середнім рівнем доходу збігаються з тими, що мають більш високі доходи країн (Регмі та ін., 2008).

Другий урок - застережливий. Хоча тваринництво є найбільшим землекористувачем на Землі, слід уникати спрощеного мислення щодо дієтичних змін (Herrero and Thornton, 2013). Огляди оцінок життєвого циклу тваринницьких систем та білкових продуктів остаточно показують, що землекористування на одиницю білка, як правило, нижче з рослинними, ніж тваринні джерела (de Vries and de Boer, 2010; Nijdam et al., 2012). Однак вони також демонструють широкий діапазон серед окремих продуктів тваринництва та серед різних систем виробництва одного і того ж продукту тваринництва. На додаток до цієї мінливості в необхідній площі землі, відрізняється і якість необхідної землі. Модельні дослідження показують, що найбільша частка потреб у землях для жуйних тварин надходить на корми та пасовища (Wirsenius et al., 2010; Peters et al., 2014), які часто вирощуються на неорних землях. Таким чином, скорочення найбільш раціональних продуктів у раціоні не обов'язково прирівнюється до звільнення землі для обробітку. Нарешті, потреби в землі для вирощування тварин не завжди дотримуються лінійних моделей і можуть швидко змінюватися, коли вичерпуються запаси залишкового корму (Keyzer et al., 2005) або побічних продуктів олійних культур (Elferink et al., 2008). Що стосується інтерпретації наслідків зміни дієти на землю, то потрібна обережність.