2.5 水资源
2.5.1 预测
！ 水食品印刷
** 图 2.1** 水足迹（L 每公斤）。 RAS 系统中的鱼使用的水在任何食品生产系统中最少
除了需要使用肥料以外，现代密集型农业做法也对水资源提出了很高的要求。 在生物化学流动中（图 2.1），现在认为缺水是限制粮食生产的最重要因素之一（Hoekstra 等人，2012 年；Porkka 等人，2016 年）。 由于气候变化，预计全球人口增加和陆地水供应量的变化需要在农业中更有效地使用水。 如前所述，到 2050 年，根据人口增长和对生活水平的不断提高的预期，全球农业总产量将需要增加 60%（亚历山德拉托斯和布鲁因斯马，2012 年），发展中国家的粮食估计增加 100%（亚历山德拉托斯和布鲁因斯马，2012 年；世卫组织 2015 年）。 世界某些地区的饥荒以及营养不良和隐性饥饿表明，粮食需求与供应之间的平衡已达到临界水平，粮食和水安全是直接相关的 (McNeill 等人, 2017 年)。 气候变化预测表明，到二十一世纪末，淡水供应量减少，农业产量也相应下降 (米斯拉，2014 年)。
农业部门目前约占全世界淡水使用量的 70%，而世界上大多数最不发达国家的淡水抽水率甚至超过 90%。 由于预计人口增长，未来 25 年内缺水情况将会增加（Connor 等人，2017 年；Esch 等人，2017 年），最新的模型预测几乎所有国家的水供应量在不久的将来都会下降（Distefano 和 Kelly 2017）。 联合国预测，追求一切照旧做法，到 2030 年，全球水资源短缺率将达到 40%（水资源 2015）。 在这方面，由于用于灌溉的地下水供应枯竭或污染，干旱地区因气候变化而遭受更多干旱和水短缺，农业生产用水将变得越来越有价值 (Ehrlich 和 Harte 2015a)。 水资源日益匮乏不仅影响人类消费的水安全，而且影响到全球粮食生产（McNeill 等人，2017 年）。 鉴于即使在目前水资源相对充足的地区也预计缺水，因此必须开发低水投入需求的农业技术，并通过更好地再利用改善废水的生态管理（粮农组织，2015a）。
《2017 年联合国世界水资源开发报告》（Connor 等人，2017 年）的重点是废水作为一种尚未开发的能源、营养物质和其他有用副产品来源，不仅影响到人类和环境健康，而且对粮食和能源安全以及气候变化缓解产生影响。 本报告呼吁采用适当和负担得起的技术，以及法律和监管框架、筹资机制和提高社会对废水处理的接受程度，以便在循环经济中实现水的再利用。 报告还指出，2016 年世界经济论坛报告将水危机列为未来 10 年最令人关切的全球风险。
水足迹作为衡量人类对淡水资源使用情况的衡量标准的概念已经得到推进，以便为关于水利用的政策制定提供信息。 水足迹有三个组成部分：(1) 蓝水，包括制造产品时消耗的地表和地下水或因蒸发而流失的地下水；(2) 绿水，特别用于作物生产的雨水；(3) 灰水，即污染但仍在现有水中的水质量标准（胡克斯特拉和梅科嫩 2012 年）。 这些作者绘制了世界各国的水足迹，发现农业生产占全球淡水使用量的 92%，工业生产占总量的 4.4%，而家庭用水仅占 3.6%。 这引起了对供水问题的关切，并导致开展公共教育工作，旨在提高对生产各类食物所需水量以及国家脆弱性的认识，特别是在北非和中东缺水国家。
#2.5.2 水上乐器与水资源保护
比较生产率的经济概念衡量生产一个单位的货物或服务所需资源的相对数量。 一般认为，当每单位货物和服务对资源投入的需求较低时，效率更高。 然而，在从环境角度审查用水效率时，也需要考虑水质，因为保持或提高水质也可以提高生产力（Hamdy，2007 年）。
日益严重的缺水问题要求提高用水效率，特别是在干旱和半干旱地区，在这些地区，农业用水的供应和排放的水质是粮食生产的关键因素。 在这些地区，水生单元中的水循环可以实现 95—99% 的显著水再利用效率（Dalsgaard 等人，2013 年）。 水需求量也低于 100 升/千克收获的鱼类，在作物生产系统内保持水质（Goddek 等人，2015 年）。 显然，这些系统必须建造和运行，以尽量减少水损失；它们还必须优化鱼水与植物的比率，因为这一比例对于最大限度地提高水的再利用效率和确保最大程度的养分回收非常重要。 目前正在开发建模算法和技术解决方案，以整合各个单位的改进，并更好地了解如何有效和高效地管理水资源（Vilbergsson 等人，2016 年）。 进一步的信息载于第 [9] 章 (社区/文章/第 9 章-水生生物系统中的营养循环) 和 [11](社区/文章/第 11 章-水壶-系统-模型)。
鉴于土壤、水和营养要求，水生系统的水足迹远远优于传统农业，传统农业的水质和需求，以及可耕地、肥料和灌溉费用，都限制了扩张 (图 2.1)。
**
**
** 图 2.2** 饲料转换率 (FCR)，基于每活重量的饲料千克和食用部分的饲料千克。 只有昆虫，这是在世界一些地区吃完整的，有一个比鱼更好的 FCR