gårde, tabeller og store påvirkninger mellem og udenfor

Rigelig høst på ét sted kan betyde tomme vandreservoirer og miljøproblemer langt fra landbrugsjord. En unik undersøgelse i denne uges Naturkommunikation undersøger, hvordan mad, energi, vand og drivhusgasser skaber en stor front i kampen om at brødføde planeten.

Forskere ved Michigan State University (MSU) og kolleger har brugt nye videnskabelige bæredygtighedsværktøjer til at forstå, hvordan de stadigt mere kunstvandende landbrugsmarker til at dyrke fødevarer giver genlyd gennem de største drivkræfter bag bæredygtighed. Yderligere, de viser, at det ikke kun er landbrugsarealerne, der bærer miljøpåvirkningerne. Effekter mærkes langt væk, da massivt vand omdirigerer slukning af energi og udsug emissioner. Og den største afsløring:Nogle gange, det er steder, der ikke har nogen større andel i plante-vand-spis-spillet, der ender med at betale en miljøpris.

"At sikre fødevaresikkerhed og samtidig beskytte miljøet er en af ​​de største udfordringer for verden i dag, men da verden er blevet så globaliseret, det er en utrolig kompliceret proces, og misforståelse af det eller manglende virkninger kan give store tilbageslag i opnåelsen af ​​bæredygtighed, " sagde Jianguo "Jack" Liu, MSU Rachel Carson Chair in Sustainability. "Vi er nødt til at implementere de nye måder at se verden på på en måde, der omfavner dens kompleksitet."

Så, forskerne brugte rammerne for metakobling, som hjælper med at se ikke kun på de kunstvandede landbrugsområder, men også de massive projekter for at flytte vand fra en region til en anden. Metakoblingsrammen giver forskere fra mange forskellige discipliner mulighed for at se på samspillet mellem socioøkonomi og miljøkræfter - som klimaændringer, kostændring, kunstvandingsteknologier, afgrødeplantningsstrategier, vandafledning – både inden for og på tværs af grænser.

De brugte North China Plain (NCP), som er en stor fødevareproduktionsregion, og resten af ​​Kina, som har set betydelige stigninger i fødevareefterspørgslen, som en demonstration, samt et segment af Kinas massive syd-til-nord-vandoverførselsprojekt. Mens Kina var studiestedet, forfatterne bemærker, at disse metoder til undersøgelse af bæredygtighed ville være anvendelige i USA og i hele verden.

Imødekomme skyhøje fødevarebehov, afgrøderne – primært hvede og majs – kræver enorme mængder vand. Verdens største og længste vandoverførselsprojekt i denne undersøgelse stammer fra Hubei-provinsens vandreserver i det sydlige Kina. Befolkningen i Hubei er ikke bønder på skalaen i NCP, de køber heller ikke en væsentlig del af deres kornafgrøder fra NCP. De er, hvad forskerne kalder en "spillover" - hvilket betyder, at de ikke er direkte spillere i dette forsynings-/forbrugende fødevarenetværk. Alligevel mistede Hubei betydelige mængder jord og vand til projektet dedikeret til at holde NCP vådt og i vækst. Vandoverførslen genererede også et betydeligt energifodaftryk.

Holdet af videnskabsmænd tog fødevareforsyningsspørgsmålet fra det enkle at løse et problem med at producere mad ved at overføre vand, til en mere kompleks, der genkendte de mange årsager og virkninger, der vifter ud langt ud over gårde og borde.

"Denne undersøgelse viser vigtigheden af ​​at forstå vores stadigt mere forbundne verden på en måde, der kvantificerer de ofte savnede og uerkendte forbindelser, der er involveret i at brødføde verden, " sagde Elizabeth Blood, programdirektør for National Science Foundation's Ecosystem Science and Dynamics of Integrated Socio-Environmental Systems, som understøttede arbejdet.

"Verden er meget fokuseret på at løse kritiske miljøproblemer, " sagde Zhenci Xu, en MSU research associate og papirets første forfatter. "Vi erklærer, at vi ikke kan plukke det problem, vi ønsker at løse, fordi dyrkning af afgrøder handler om mere end kunstvanding og mere om jordstykket. Man kan ikke have vand i denne skala uden at bruge energi og ændre, hvordan jorden bruges. Hvilket betyder så CO ₂ emissioner genereres, og klimaforandringerne forværres. Vi siger, det er kompliceret, men det er også en mulighed for at være med til at skabe reel forandring."

Papiret opfordrer til politikker, der hjælper med at håndtere flere aspekter af miljøpåvirkninger i forskellige områder, der samtidigt påvirkes af overførsel af vand. De bemærker også, at i stedet for kun at fokusere på udbudssiden af ​​problemet - i dette tilfælde landbrugsjorderne - kan det være nyttigt også at inkludere forbrugsbaserede politikker - såsom at opmuntre til skift i kostvaner, der er mindre afhængige af ressourcekrævende afgrøder.

"Vi skal vænne os til at se på de mange sider af ethvert problem og være forberedt på at komme frem med mange forskellige løsninger, " sagde Liu. "Vi lever ikke længere i en verden med ét spørgsmål."