2.1 Introdução
O termo “ponto de inflexão” está sendo usado atualmente para descrever sistemas naturais que estão à beira de mudanças significativas e potencialmente catastróficas (Barnosky et al. 2012). Os sistemas de produção de alimentos agrícolas são considerados um dos principais serviços ecológicos que estão se aproximando de um ponto de inflexão, pois as mudanças climáticas geram cada vez mais novos riscos de pragas e doenças, fenômenos climáticos extremos e temperaturas globais mais elevadas. Práticas precárias de manejo e conservação do solo, esgotamento de nutrientes do solo e risco de pandemias também ameaçam o abastecimento mundial de alimentos.
As terras aráveis disponíveis para expansão agrícola são limitadas, e o aumento da produtividade agrícola nas últimas décadas resultou principalmente do aumento da intensidade das culturas e dos melhores rendimentos das culturas em oposição à expansão da massa terrestre agrícola (por exemplo, 90% dos ganhos na produção vegetal têm sido resultado de aumento da produtividade, mas apenas 10% devido à expansão da terra) (Alexandratos e Bruinsma 2012; Schmidhuber 2010). Estima-se que a população global atinja 8,3-10,9 bilhões de pessoas até 2050 (Bringezu et al. 2014), e essa crescente população mundial, com um aumento correspondente no consumo total e per capita, apresenta uma ampla gama de novos desafios societais. O relatório da Convenção das Nações Unidas para Combater a Desertificação (UNCCD) Global Land Outlook Working Paper 2017 observa tendências preocupantes que afetam a produção de alimentos (Thomas et al. 2017), incluindo degradação da terra, perda de biodiversidade e ecossistemas, e diminuição da resiliência em resposta a estresses ambientais, como bem como um abismo crescente entre a produção e a procura de alimentos. A distribuição desigual dos suprimentos alimentares resulta em quantidades inadequadas de alimentos, ou falta de alimentos de qualidade nutricional suficiente para parte da população global, enquanto em outras partes do mundo o excesso de consumo e as doenças relacionadas à obesidade têm se tornado cada vez mais comuns. Esta justaposição desequilibrada da fome e da desnutrição em algumas partes do mundo, com desperdício de alimentos e consumo excessivo em outras, reflete fatores complexos inter-relacionados que incluem vontade política, escassez de recursos, acessibilidade da terra, custos de energia e fertilizantes, infraestrutura de transporte e uma série de outros factores socioeconómicos que afectam a produção e a distribuição dos alimentos.
Recentes reexames de abordagens para a segurança alimentar determinaram que é necessária uma abordagem de ’nexo água-energia-alimentar’ para compreender, analisar e gerir eficazmente as interações entre os sistemas de recursos globais (Scott et al. 2015). A abordagem do nexo reconhece a inter-relação entre a base de recursos — terra, água, energia, capital e trabalho — e incentiva consultas e colaborações intersetoriais para equilibrar diferentes objetivos e interesses dos usuários de recursos. O objetivo é maximizar os benefícios gerais, mantendo a integridade do ecossistema, a fim de alcançar a segurança alimentar. A produção sustentável de alimentos exige, portanto, uma redução da utilização dos recursos, em particular, da água, da terra e dos combustíveis fósseis, limitados, onerosos e frequentemente mal distribuídos em relação ao crescimento populacional, bem como a reciclagem dos recursos existentes, como a água e os nutrientes, nos sistemas de produção para minimizar os resíduos.
Neste capítulo, discutimos uma série de desafios atuais em relação à segurança alimentar, com foco em limitações de recursos e maneiras pelas quais novas tecnologias e abordagens interdisciplinares, como a aquapônica, podem ajudar a abordar o nexo água-foodenergy em relação aos objetivos da ONU para o desenvolvimento sustentável. Concentramo-nos na necessidade de aumentar a reciclagem de nutrientes, redução do consumo de água e energia não renovável, bem como aumento da produção de alimentos em terras marginais ou impróprias para a agricultura.