2.1 Введение
Термин «переломный момент» в настоящее время используется для описания природных систем, находящихся на грани значительных и потенциально катастрофических изменений (Barnosky et al. 2012). Системы сельскохозяйственного производства продовольствия считаются одной из ключевых экологических услуг, приближающихся к перелому моменту, поскольку изменение климата все чаще порождает новые риски вредителей и болезней, экстремальные погодные явления и более высокие глобальные температуры. Неэффективное управление земельными ресурсами и рациональное использование почв, истощение питательных веществ в почве и опасность пандемий также угрожают мировым поставкам продовольствия.
Доступные пахотные земли для расширения сельскохозяйственного производства ограничены, и повышение продуктивности сельского хозяйства за последние несколько десятилетий было обусловлено главным образом повышением интенсивности возделывания сельскохозяйственных культур и повышением урожайности по сравнению с расширением сельскохозяйственных угодий (например, 90% прироста производства продукции растениеводства стало результатом повышения производительности, но только 10% из-за расширения земель) (Alexandratos and Bruinsma 2012; Schmidhuber 2010). По оценкам, к 2050 году численность населения мира достигнет 8,3-10,9 млрд. человек (Bringezu et al. 2014), и этот рост населения мира, сопровождающийся соответствующим увеличением общего потребления, а также потребления на душу населения, ставит перед собой целый ряд новых социальных проблем. В докладе Конвенции Организации Объединенных Наций по борьбе с опустыниванием (КБОООН) - Workpaper for Global Land Outlook 2017 года отмечаются тревожные тенденции, влияющие на производство продовольствия (Thomas et al. 2017), включая деградацию земель, утрату биоразнообразия и экосистем, а также снижение сопротивляемости в ответ на экологические стрессы, а также увеличивающийся разрыв между производством продовольствия и спросом. Неравномерное распределение продовольствия приводит к недостаточному количеству продовольствия или нехватке продовольствия достаточного питательного качества для части населения мира, в то время как в других частях мира чрезмерное потребление и болезни, связанные с ожирением, становятся все более распространенными. Такое несбалансированное противодействие голоду и недоеданию в некоторых частях мира, с продовольственными отходами и чрезмерным потреблением в других, отражает сложные взаимосвязанные факторы, включая политическую волю, нехватку ресурсов, доступность земли, стоимость энергии и удобрений, транспортную инфраструктуру и множество других другие социально-экономические факторы, влияющие на производство и распределение продовольствия.
Недавние переоценки подходов к продовольственной безопасности показали, что для эффективного понимания, анализа и управления взаимосвязями между глобальными системами ресурсов необходим подход, основанный на «водно-энергетическом обеспечении» (Scott et al. 2015). В рамках подхода, основанного на связях, признается взаимосвязь ресурсной базы — земли, воды, энергетики, капитала и рабочей силы — с ее движущими силами, и поощряется проведение межсекторальных консультаций и сотрудничества в целях обеспечения сбалансированности различных целей и интересов пользователей ресурсов. Она направлена на получение максимальных общих выгод при сохранении целостности экосистемы в целях достижения продовольственной безопасности. Таким образом, устойчивое производство продовольствия требует сокращения использования ресурсов, в частности водных, земельных и ископаемых видов топлива, которые являются ограниченными, дорогостоящими и зачастую плохо распределенными в связи с ростом численности населения, а также рециркуляции существующих ресурсов, таких как вода и питательные вещества, в производственных системах в целях обеспечения устойчивого производства продовольствия. минимизировать отходы.
В этой главе мы обсуждаем целый ряд текущих проблем, связанных с продовольственной безопасностью, уделяя особое внимание ограниченности ресурсов и способам, с помощью которых новые технологии и междисциплинарные подходы, такие как аквапоника, могут помочь решить проблему взаимосвязи водных ресурсов в контексте целей ООН в области устойчивого развития. Мы концентрируем внимание на необходимости расширения рециркуляции питательных веществ, сокращения потребления воды и невозобновляемых источников энергии, а также увеличения производства продовольствия на маргинальных или непригодных для сельского хозяйства землях.