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到2050年如何可持续地、营养地养活100亿人

还有就是我们今天要生产粮食的数量,到2050年,2050年需要养活所有人将有近10十亿人在地球上量之间的缺口较大 - 约3个十亿更需要养活比2010年。

随着收入的增加,人们将越来越多地消费资源密集型、动物性食品。与此同时,我们迫切需要减少农业生产产生的温室气体(GHG)排放,停止将剩余的森林转化为农地。

那么,到2050年以可持续方式养活100亿人需要缩小三个差距:

  • 56%的食物缺口在2010年生产的作物的热量和那些“如常”增长下2050需要之间;
  • 5.93亿公顷的土地缺口(面积几乎是印度的两倍)介于2010年的全球农业用地和2050年预期的农业扩张之间;和
  • 110亿吨温室气体减排缺口在2050年的预期农业排放量和将全球变暖控制在2摄氏度以下所需的目标水平之间,这是防止最严重气候影响所必需的水平。

可持续粮食未来的五道菜解决方案

没有银弹关闭食物,土地和温室气体减排的差距。世界资源研究所的研究《如何创造一个可持续的粮食未来》确定了22个需要同时应用的解决方案,以缩小这些差距。每个解决方案的相对重要性因国而异。解决方案分为五大类:减少对食品和其他农产品的需求增长;增加粮食生产而不扩大农业用地;保护和恢复自然生态系统;增加鱼供应;减少农业生产中的温室气体排放。

第一道菜:减少对食品和其他农产品的需求增长

1.减少食物损失和浪费。

人类食用生产的食品中,大约有四分之一去吃剩的。损失和浪费都发生在整个食物链,从田间到餐桌。到2050年减少25%的食物损失和浪费将由12%,土地缺口27%和15%的温室气体减排缺口关闭粮食缺口。采取的措施包括测量食物垃圾,设定减排目标,改善粮食储存在发展中国家和精简过期的标签。

2.转换到更健康,更可持续膳食。

反刍动物肉(牛肉、羊肉和山羊)的消费量预计在2010年至2050年间增长88%。牛肉是反刍动物最常食用的肉类,其生产资源密集,每克食用蛋白质需要的土地是普通植物蛋白质(如豆类、豌豆和扁豆)的20倍,排放的温室气体是普通植物蛋白质的20倍。到2050年,将反刍动物的肉类消费限制在每人每天52卡路里,即每周1.5个汉堡包,这将使温室气体减排缺口减少一半,并几乎缩小土地缺口。在北美,这需要将目前的牛肉和羊肉消费量减少近一半。应采取的行动包括改进植物性食品的销售、改进肉类替代品和实施有利于植物性食品消费的政策。

3.避免生物能源对粮食作物和土地的竞争。

如果生物能源通过使用粮食或能源作物或专用土地与粮食生产竞争,就会扩大粮食、土地和温室气体减排的差距。生物量也是一种低效的能源:利用2000年地球上所有收获的生物量——包括农作物、作物残渣、牲畜食用的草和木材——到2050年只能提供全球能源需求的20%左右。逐步淘汰农业用地上现有的生物燃料生产将使粮食缺口从56%减少到49%。应采取的行动包括取消生物燃料补贴,在可再生能源政策和温室气体交易计划中不将生物能源视为“碳中性”。

4.实现更替水平的生育率。

粮食缺口主要由人口增长驱动,其中一半预计将出现在非洲,三分之一将出现在亚洲。到2050年,世界大多数地区接近实现更替水平的生育率(每名妇女生育2.1个孩子)。撒哈拉以南非洲是一个例外,目前的生育率高于每名妇女5个孩子,预计2050年的生育率为3.2。如果到2050年撒哈拉以南非洲与所有其他地区一样达到更替水平的生育率,它将缩小四分之一的土地差距和17%的温室气体减排差距,同时减少饥饿。应采取的行动包括实现导致所有其他人自愿降低生育率的三种形式的社会进步:增加女孩受教育的机会,扩大获得生殖保健服务的机会,降低婴儿和儿童死亡率,这样父母就不需要有那么多的孩子来保证他们想要的数量的存活。

路线2:增加粮食生产不扩大农业用地

5个。提高牲畜和牧场的生产力。

每公顷畜牧生产从国家显著变化对国家,是在热带最低。鉴于对动物源性食品的需求预计将有70%到2050年将增长和牧场占农业用地的三分之二,提高草场生产力是一个重要的解决方案。25%的速度增加牧场的肉类和每公顷奶产量2010到2050年间可能会增长11%接近20%的土地间隙和温室气体减排的差距。操作农民可以采取包括提高牧草,饲料质量和兽医照顾施肥;提高改善动物品种;并采用旋转放牧。政府可以设定生产力目标和支持农民提供财政和技术援助。

6.提高作物育种。

未来产量的增长是必要的,以跟上需求。常规育种的基础上,遗传性状表现最好的作物的选择,占了一半左右的历史作物产量的收益。在分子生物学提供了极大的承诺,新进展通过使其更便宜,速度更快对于希望的DNA特征,净化农作物品种的植物,测试的遗传密码地图,并打开基因和关闭额外的产量收益。采取的措施包括增加显著公共和私人作物育种的预算,特别是对“孤儿作物”如小米和山药,这是区域性重要但并非全球交易。

7.改善土壤和水的管理。

退化的土壤,特别是在非洲的旱地,可能会影响世界四分之一的农田。农民可以通过改善土壤和水管理实践来提高退化土壤——特别是旱地和低碳地区的作物产量。例如,农林复合或在农场和牧场种植树木,可以帮助退化的土地再生并提高产量。在赞比亚的试验站点整合白相思树有树的地区比没有树的地区玉米产量高出88 - 190%。由于作物育种和土壤和水管理的改善,2010年至2050年农作物产量以20%的速度增长,可使土地差距缩小16%,减少温室气体排放的差距缩小7%。采取的行动包括增加援助机构对雨水收集、农林复合经营和农民对农民教育的支持;改革阻碍农民采用农林复合经营的林权法。各机构还可以试验帮助农民重建土壤健康的项目。

8.更频繁地种植现有农田。

种植和收获现有耕地更频繁,无论是通过减少休耕地或通过提高“双季”(种植两种作物在一个领域在同一年),可以促进粮食生产,而不需要新的土地。由5%提高全年种植强度超过2050基线的87%将收缩了14%的土地和间隙6%的GHG减排间隙。研究人员应进行更多的空间直观的分析,以确定种植密度增加是水,排放等环境约束最可行,保理。

9.适应气候变化。

2014年政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change)的报告预计,如果不适应气候变化,到2050年全球农作物产量可能会下降至少5%,到2100年下降幅度会更大。例如,到2100年,撒哈拉以南非洲大部分地区的生长期预计将缩短20%以上。粮食产量下降10%将使土地缺口增加45%。适应气候变化将需要实施其他菜单项,以及培育作物以应对更高的温度,建立水资源保护系统,以及改变生产系统,因为主要的气候变化将使某些作物无法种植。

南美洲的森林砍伐主要是由农产品造成的。

课程3:保护和恢复自然生态系统和限制农业用地移

10.链接生产率的提高与自然生态系统的保护。

同时提高农业生产率可以节省全球森林和热带稀树草原,在某些情况下,它实际上可以在本地引起更多的土地清理。为了避免这些结果,生产率的提高必须明确以努力保护自然生态系统,从转换到农业的联系。各国政府,金融机构以及其他可以配合低利率贷款,以保护森林,就像巴西已经完成,并确保基础设施投资并不以生态系统为代价的。

11号。将不可避免的耕地扩展限制在环境机会成本较低的土地上。

当农田扩张是不可避免的 - 比如对当地粮食生产在非洲和棕榈油在东南亚 - 政府和投资者应该支持扩展到土地上的低环境的机会成本。这包括与有限的生物多样性和碳储存潜力,但较高的粮食生产潜力的土地。举例来说,分析适用于印尼的环境,经济和法律的过滤器可以开发适合油棕扩张土地更准确的估计。政府需要的工具和模型来估计对生物多样性和气候变化的收益和效果,他们应该使用这些工具来引导土地使用条例,道路规划和管理公共土地。

12.造林农田很少集约化潜力。

在某些情况下,最有效地利用土地可能是被遗弃或非生产性的农业用地恢复回森林或其他自然栖息地。这可以帮助抵消农业的必然扩展到其他领域。这应该被限制在有限的改进潜力,比如在巴西的大西洋森林陡峭的斜坡牧场生产率低下的农业用地。

在此前后,重新造林巴西的大西洋热带雨林

巴西大西洋森林

13岁。保护和恢复泥炭地。

泥炭的农业转换需要引流,释放大量的碳进入大气。世界26000000公顷排水泥炭地占年度温室气体排放量的2%。他们恢复湿地应该予以高度的重视,并会通过了关闭温室气体减排差距缩小到7个百分点。采取的措施包括提供泥炭地恢复资金,提高泥炭地映射,以及建立防止被抽干泥炭地的法律。

课程4:增加鱼类供应

14.改善野生渔业管理。

海洋资源的三分之一,2015年被过度捕捞,在最大可持续的水平捕捞60%。渔获今天需要减少,使野生鱼类恢复刚刚够维持2050年,2010年鱼捕捞水平将避免需要转换5000000公顷的土地从供应养殖鱼的等量。采取的措施包括实施捕捞份额和以社区为基础的管理系统,并消除不正当补贴的支持过度捕捞,估计每年$ 35十亿。

15.提高水产养殖的生产力和环境效益。

随着野生鱼类捕捞量的下降,水产养殖产量需要翻一番以上,才能满足2010年至2050年间鱼类消费量预计增长58%的要求。这一翻番要求提高水产养殖生产力,并解决养鱼场目前面临的环境挑战,包括湿地的转换、饲料中野生捕获鱼的使用、淡水需求量大和水污染。应采取的行动包括选择性养殖以提高鱼类生长速度、改善饲料和疾病控制、采用水循环和其他污染控制措施、更好地规划空间以指导新的养殖场和扩大海洋养鱼场。

课程5:减少农业生产中的温室气体排放

从农业生产的温室气体排放从畜牧业,氮肥,水稻种植和能源使用的应用产生的。他们预计更多的在2050年从每年或7〜9亿吨上升(除了每一年或一年以上的土地利用变化,下面的图表中没有显示6亿吨)。本课程的每一个这些主要排放源。

16岁。通过新技术减少肠道发酵。

反刍家畜是2010年农业生产排放总量的一半左右。在这些排放物中,最大的排放源是肠内甲烷(或称牛粪)。反刍动物生产力的提高也减少了甲烷的排放,主要是因为每公斤饲料生产更多的牛奶和肉。此外,新技术可以减少肠道发酵。例如,3-硝基氧丙烷(3-NOP)是一种抑制微生物甲烷的化学添加剂,在新西兰进行了试验,将甲烷排放量减少了30%,可能会提高动物的生长速度。各国政府应扩大对3-NOP等化合物的公共研究,并要求或鼓励采用最有希望的化合物。

17.通过改进肥料管理来减少排放。

从排放“管理”肥料,从密闭设置饲养的动物起源,代表农业生产排放的9%左右,2010年由固体更好地分离液体,捕获甲烷改善粪便管理等策略,可以大大减少排放。例如,使用高度精密的系统,几乎减少从美国的猪场一切形式的污染只能由2%提高猪肉的价格,同时减少温室气体排放,并创造了许多卫生,水和污染的好处。措施政府可以采取包括调节农场,为技术开发有竞争力的资金,并建立监督程序来检测和修复泄漏的沼气池。

18.减少牧场粪便的排放。

家畜粪便和尿液在田间沉积后会转化为一氧化二氮,一种有效的温室气体。2010年,这种未经管理的肥料占农业生产排放量的12%。新的方法包括使用防止氮转化为一氧化二氮的化学物质,以及自然生长阻止这一过程的草。政府可以增加对此类化学和生物硝化抑制剂研究的支持,并鼓励农民采用。

19.通过增加的氮利用效率,减少从肥料排放。

从肥料排放量占于2010年在全球范围内的农业生产的排放量19%左右,农作物吸收不到一半的氮气用作肥料,以排放到大气中或者作为流掉丢失的其余部分。增加的氮利用效率,施加的氮被作物吸收百分比,涉及改进化肥及其管理 - 或肥料本身的组合物 - 以增加氮摄取的速率,从而减少所需的肥料量。行动政府可以采取包括化肥补贴转变为支持较高的氮利用效率,实现监管目标,对化肥企业制定改进化肥,资金等方面的示范项目是提高氮肥利用效率。

20.采用排放减少稻管理和品种。

2010年,稻田至少占农业生产排放的10%,主要是甲烷。但是现在有了更少排放和资源密集型的水稻生产方法。例如,缩短田间注水时间可以降低水位,从而减少产甲烷细菌的生长。这种做法可以减少多达90%的排放,同时节约用水,提高一些农场的水稻产量。一些水稻品种产生的甲烷也更少。采取的行动包括进行工程分析,以确定降低水位的潜在机会,奖励实行节水农业的农民,投资于转向低甲烷水稻品种的育种项目,并提高水稻产量。

21岁。提高农业能源利用效率,转向非化石能源。

2010年,农业使用化石能源的排放量占农业生产排放量的24%。基本的机会包括提高能源效率(这在农业环境中只得到了适度的探索),以及转向太阳能和风能。减少75%的单位能源排放量将减少8%的温室气体减排差距。应采取的行动包括将低碳能源和效率方案纳入农业方案,并在氮肥生产中使用可再生能源。

22.实施切实可行的方案,在土壤中固碳。

减少农业排放的努力主要集中在土壤中固碳,但最近的研究表明,这比以前想象的更难实现。例如,增加碳的做法,如免耕耕作,在较深的土壤深度测量时,产生的碳很少或没有增加。重要的战略包括通过停止森林转化避免土壤碳的进一步流失,通过提高草原和农田的生产力保护或增加土壤碳,增加农林业,以及在土壤肥力对粮食安全至关重要的地方制定建设碳的创新战略。

迈向可持续的食物未来

到2050年持续喂养10十亿人面临的挑战是更难比人们意识到。这些菜单项不是可选的 - 世界必须实现他们的全部22关闭食物,土地和温室气体减排的差距。

好消息是,所有五门课程可以缩小差距,同时为农民、社会和人类健康带来共同利益。这需要付出巨大的努力,并对我们生产和消费粮食的方式进行重大改变。那么,让我们开始吧,点菜单上所有的菜!

下载完整报告,创造一个可持续的粮食未来这本书的作者是蒂姆·瑟林格、理查德·威特、克雷格·汉森、珍妮特·兰加纳森、帕特里斯·杜马斯和艾米丽·马修斯

这个故事首次出现在:

世界资源研究所

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