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新冠肺炎能教会我们什么

长篇大论:大自然从冠状病毒危机中吸取的教训

2020年将是我们不会很快忘记的一年。新冠肺炎危机的规模和范围前所未有。虽然这场危机对我们的社会、经济和价值体系的长期影响尚未得到充分认识,但我们可以肯定地说,这场危机之后的世界将不同于以往。

例如,荷兰经济政策分析局进行了一项评估2020年和2021年冠状病毒对荷兰经济可能产生的影响。即使是最乐观的情况,荷兰也会陷入衰退。失业人数将上升,经济影响可能比2008年金融危机更严重。

Covid-19的传播影响到我们个人

毫无疑问,冠状病毒大流行意味着比经济衰退更严重的影响:人们正在死亡。与近期发生的其他危机不同,这次危机直接影响了我们的个人生活和亲属的生活。到目前为止(2020年4月16日),仅意大利就遭受了估计数量的21645人伤亡.与此同时,美国正面临可怕的局面10万至20万与Covid-19传播直接相关的死亡。

在全球范围内,各国被迫采取极端措施隔离其公民,阻止疾病的传播。德国总理默克尔最近称这场大流行“德国自二战以来面临的最大挑战,生动地描述了这场灾难的严重程度。

对我们许多人来说,冠状病毒危机对我们个人生活的影响是我们以前从未知道的。不得不留下来可能是最不邪恶的影响之一(来源:Kelly Sikkema/Unsplash)。

我们大多数人从未经历过类似的情况。食品积压,超市货架空空如也,甚至在上涨枪支销量是世界各地人们恐惧的表现。在印度,甚至预计将出现食品短缺因为运输网络有崩溃的危险。很长一段时间以来,我们第一次经历了一场影响到我们每一个人的危机。

在抗击大流行的同时做笔记

现在必须采取一切必要的努力来克服这场危机。将伤亡人数减少到最低限度并降低危机影响的严重程度是绝对优先事项。努力'使曲线变平对于拯救生命和保护弱势群体的健康至关重要。此外,需要减轻对失业率的影响,需要补偿那些失去工作和收入来源的人的损失。

各国政府目前试图隔离人们以减缓疾病传播的措施应得到认真对待。中国是最早受到严重影响的国家之一,目前正在表明复苏是可能的。在武汉——最初的病毒中心——人们慢慢被允许恢复他们的活动。一段时间以来,中国新增感染病例主要来自国际旅行者

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在中国,人们正在慢慢恢复正常生活(来源:贺朱/)Pixabay)。

看到隧道尽头的这束光给我们提供了一些时间来反思形势。在大流行的发展过程中,有时看起来很混乱,世界各地的人们大多发现自己呆在室内,通常有更多的空闲时间。对许多人来说,这些情况创造了一个机会,来评估我们可以从这场危机中学到什么。

日冕能教会我们什么?

就我们在“大自然”的情况而言,冠状病毒危机已经启动了对未来的思考。随之而来的问题是:我们能从这场危机中吸取什么教训?它从何而来?我们能做些什么来避免吗?未来是否会出现对我们造成类似程度影响的危机?如果是,我们能做些什么来预防呢?

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幸运的是,新冠疫情期间超市货架空空如也只是一个短期问题。然而,让我们一窥我们复杂的供应系统在危机期间是如何迅速受到影响的(来源:Claudio Schwarz/Unsplash)。

一个答案是:是的,我们确实面临着进入危机的风险,这些危机可能会在一定程度上影响我们的个人生活。新冠疫情表明,我们的全球化体系存在弱点,我们并非不会受到疾病传播等冲击的影响。因此,本文探讨了这些风险,并提出了提高我们适应能力的方法。

需要明确指出的是,我们不打算分散注意力或低估冠状病毒大流行的严重性。相反,这一条款承认我们应该认真对待这个问题,并承认我们可以做些什么来防止今后发生类似的灾难。通过对当下的理解和反思,我们希望为更美好的未来提供解决方案。在让我们停下来的时刻,我们想要帮助人们理解原因。

不是最后一次危机

比如环保主义者乔治·蒙比奥特所说的在美国,富裕国家一直生活在一种保护性的环境中虚假的安慰和否认的泡沫.我们一直在屏蔽自然灾害对我们社会的影响。

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由于大多数人口居住在城市,在我们的人类泡沫之外的功能系统的重要性可能很容易被忽视(来源:Vlad Alexandru/Pexels)。

事实上,冠状病毒大流行一直是一个警钟这说明了我们的社会密切连接自然世界.它们也表明我们是没有我们想象的那么有弹性.我们需要大大增强这种抵御能力,以防类似规模和规模的危机在不久的将来再次发生。

我们必须增强社会的韧性从现在开始科学家告诉我们这至关重要的引爆点存在于地球系统.尽管在地球系统尺度上变化的不可逆性的可能性仍然是一个有争议的话题(例如,参见Brook et al., 2013相比Hughes等,2013)。

冰融化:水上升

重要的是,要了解在“一切如常”的情况下,人类活动如何抵消连锁反应。一个经典的例子自然碳汇的减弱如何进一步破坏气候系统的稳定,并将其推向格陵兰冰盖消失等大临界点。这些碳汇是森林、土壤或泥炭林等结构,目前受到砍伐森林和其他活动的威胁,它们储存碳,因此可以抵消全球变暖,但如果受到干扰,也可能成为碳源,加剧全球变暖。

冰川和冰原融化的总和现在是主要来源全球平均海平面上升。南极洲海洋冰原的不稳定和/或格陵兰冰原的不可逆转的损失可能会导致海平面上升海平面万用表上升几百年到几千年。这些不稳定性可能在全球变暖1.5°C至2°C左右时被触发。如果全球变暖继续以目前的速度增长,前者很可能在2030年至2052年之间达到。

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虽然对许多人来说,格陵兰岛的冰融化似乎是北极某处一个遥远的、无关紧要的过程,但它对人类的影响可能是灾难性的Unsplash)。

展望2100年,建议海平面将上升相对于1986年至2005年期间的0.43至0.84米。虽然对一些人来说,乍一看这似乎不太可怕,但对我们人类来说,后果将是可怕的。

随着平均海平面的上升和极端海平面事件的频繁发生,沿海地区正受到日益严重的威胁.由于更高的平均海平面或更高的平均涨潮,人类经常使用或居住的大片土地将暂时或永久地被淹没。其他不利影响包括更频繁或更强烈的沿海洪水、海岸侵蚀加剧、沿海生态系统的损失和变化以及土壤盐碱化。

在孟加拉国,高达1330万人预计将失去家园,主要原因是未来30年内海平面上升(来源:Kelly Lace/Pexels)。


如果不采取有效的适应措施,预计每年洪水造成的损失将增加2-3个数量级到2100年。尽管精心设计的海岸保护在减少城市和人口密集地区的预期损害和成本效益方面非常有效,但农村和贫困地区通常负担不起。

这在多大程度上可能影响我们的社会,当看越来越多生活在这些沿海地区的人们。2010年,已经有11%的人口居住在海拔低于10米的地区。例如,在拉丁美洲和加勒比地区,估计有6-8%的人口生活在受到沿海灾害影响的高风险或非常高的地区。

一个安全公正的人类生存空间

格陵兰冰盖的例子很适合用来直观地说明地球系统临界点的过去所产生的影响。其结果是我们周围环境的突然而深刻的变化,使人类社会和自然越来越难以适应。

人类引起的气候变化已经发生了造成极端天气事件此时此刻:极端气温飙升,暴雨和干旱的发生频率更高,同时变得更加潮湿和干燥。飓风“伊代”和“肯尼斯”,澳大利亚野火,东非干旱,南亚洪水,中美洲干旱所有这些都与气候变化有关

人类引起的一些变化甚至可能如此不可逆转的:珊瑚礁的消失——预计在升温1.5摄氏度时将减少70-90%——可能意味着我们将彻底失去这些脆弱的生态系统。格陵兰冰盖也是如此,一旦融化,很可能就再也回不来了。

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这些对全球变暖风险的预测表明,对海洋系统和海岸的影响可能特别大。然而,农作物产量和陆地生态系统也可能受到严重影响(来源:联合国政府间气候变化专门委员会,安娜·索马格里诺(Ana Somaglino)改编。请看下面的图例。

为了防止超过临界点——超过临界点后可能发生大规模不可逆转的变化——我们希望停留在所谓的临界点之内安全操作空间为人类。

这个“空间”描述了人类活动在不严重破坏地球生态系统的情况下继续进行的范围。这意味着有一定的行星的界限这是不应该超过的。

甜甜圈经济学:连接地球和人类福利

在地球范围内的同时,也不能忽视社会经济方面的问题。必须在不损害地球的情况下确保人类的全球福祉和减少不平等现象。

这个概念描述的就是这样甜甜圈经济学.它产生于一种完全不同的经济学观点,它结合了行星的界限框架的全局可持续发展目标.因此,它描述了我们如何“待在”甜甜圈里——地球和人类可以繁荣发展的空间。

甜甜圈的工作原理如下:外环代表行星边界-地球生态天花板-内环代表人类福利的最低水平-社会基础.因此,甜甜圈,以及它的社会和行星边界,描述了一个模型繁荣的经济安全公正的空间为人类。

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甜甜圈。当生态天花板(向外)未被突破,社会基础(向内)达到时,经济就处于“安全公正的运行空间”之内。超过生态上限会导致超载,而低于社会基础则会导致不足(来源:维基百科)。

4个已经被超越的界限

科学家们创造了行星的界限已经确定了9个重要的过程,其中4个——气候变化,生物圈完整性(遗传多样性),磷和氮的生物地球化学流动,以及土地系统变化——被认为是有影响的已经超过了安全操作空间的边界。

这四个超调过程可以大致转化为我们现在面临的四个主要威胁:

  • 快速变化的气候(“气候变化”)
  • 物种大规模灭绝(“生物圈完整性”)
  • 农业肥料的高污染(“生化流”)
  • 森林土地大量流失(土地制度变化)

九个行星边界,其中四个被超越:气候变化、生物圈完整性、生物化学流动和陆地系统变化(来源:斯德哥尔摩韧性中心)。

为了未来,我们必须确保我们能够面对超过上述地球边界的威胁。这些威胁有可能导致我们陷入危机,至少,与冠状病毒大流行一样具有毁灭性的影响.我们还必须通过降低到社会基础以下来防止短缺,而是努力达到所期望的人类福利水平。

这对我们的社会如何运作有影响。至关重要的变革将不得不发生在我们社会最重要的基础上:我们的食物系统

我们的粮食系统处于危险之中

一个食物系统收集与粮食生产、加工、分配、制备和消费有关的所有要素(环境、人员、投入、过程、基础设施、机构等)和活动,以及这些活动的产出,包括社会经济和环境结果。

当今我们的粮食系统是高度复杂的安排,受到各种全球影响(来源:英国政府科学办公室)。

运转良好的粮食系统极为重要。毕竟,我们每个人每天都需要食物。可悲的是,地球上的所有居民仍然没有满足人类福祉的这一基本要求。全球农业和粮食体系也是如此不能满足世界的需求对于食物来说8.21亿年人们仍然在挨饿。

很快,我们的粮食系统将越来越需要应对多维、复杂和不断增加的问题挑战.其中包括不断增长的世界人口、城市化和气候变化,这些因素加大了对自然资源的压力,影响了土地、水和生物多样性。到2050年,我们将不得不再养活20亿人口,我们的全球饮食正在以越来越多的方式变化更多的要求对地球资源的利用

在接下来的文章中,我们将阐明其中一些最紧迫的威胁。我们将概述它们如何影响我们的粮食系统,例如,在农业、营养、粮食安全和食品安全方面。

对粮食系统的威胁

每一个粮食系统的基础都是原材料的生产。在大多数社会中,这些都是通过一系列概括为“农业”的活动产生的——种植作物、饲养牲畜和收集海产品。因此,这些做法的运作和可持续性决定了我们的粮食供应。

农业活动构成了我们粮食系统的基础(来源:Unsplash)。

在本文中,确定了这些活动顺利和长期继续的四个主要、相互交织的威胁:气候变化生物多样性丧失土地退化,而且化肥污染。

这些威胁与行星边界框架中描述的四种超调过程直接相关:气候迅速变化、物种大规模灭绝、林地大量丧失和农业肥料的严重污染。

对于我们中的许多人来说,能够获得清洁和多样化的食物是正常的,很难想象这将如何改变(来源:Pexels


这些威胁可能对我们的粮食系统产生不利影响。也许最值得注意的是,它们可能会影响我们的粮食安全四个基本维度充足食物的供应可能会受到抑制,对许多人来说,获得它的机会可能会变得更加困难,以及它的利用,这需要清洁的食物和饮用水源。此外,粮食安全的稳定性(即全年确保获得清洁食品)在未来很可能面临更大的风险。

以下各节将更详细地讨论已确定的威胁如何危害我们的粮食系统和粮食安全。

气候变化:不可预测的天气和迅速变化的条件

气候变化正在迅速发生。目前,人类活动导致的全球变暖以每十年0.2°C的速度增长由于过去和正在进行的排放。

热浪、干旱、沙尘暴、沙漠化、强降雨、降雨模式变化、洪水和海平面上升都是危险因素一些影响目前影响人类和自然的气候变化。而且,未来还会继续这样做,而且往往会增加频率和强度。

过去几十年来,气象、水文和气候事件的增多可归因于气候变化(资料来源:持怀疑态度的科学,安娜·索马格里诺(Ana Somaglino)改编。

这些影响对农业来说是毁灭性的。在世界范围内,农民正在努力适应快速变化和越来越不可预测的气候在这里)。气候变化估计会减少产量玉米、水稻、小麦和其他谷类作物,特别是在撒哈拉以南非洲、东南亚和中南美洲。事实上,有一个重要的收益率大幅下降的风险在(亚)热带作物由于全球变暖。

全球变暖使粮食安全面临风险

气候变化,加上人口和收入增长以及对动物性产品的高需求等因素,使粮食系统在压力下,影响四大支柱粮食安全:供应、获取、利用和稳定性。

粮食安全将继续受到影响未来也是如此,但这在很大程度上取决于人类社会如何发展。人口增长、不平等、消费和许多其他因素都会影响它。然而,即使在最好的情况下,如果全球变暖超过3°C,粮食供应和获取将减少的风险也很高。在最坏的情况下,这种情况在1.5°C就已经发生了。

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在全球变暖的不同程度下,预测的粮食不安全水平(来源:联合国政府间气候变化专门委员会,安娜·索马格里诺(Ana Somaglino)改编。请看下面的图例。

粮食不安全与气候变化工具让我们看到如何不同的气候变化情景适应气候变化将影响粮食安全。在低排放(比工业化前温度高出2°C以下)且不采取适应措施的情况下,世界上许多国家将面临中度至高度的粮食不安全脆弱性。

问题仍然是巴黎协定将本世纪全球气温上升控制在2摄氏度以内的目标将会实现。与当前的利率在全球变暖的影响下,我们可能会在2030年到2052年间达到1.5摄氏度。另一个问题是适当的适应措施将在多大程度上到位。

气候变化可能会危及粮食供应的稳定(来源:Pixabay)。

作为粮食不安全的一个特殊组成部分,粮食供应的稳定至关重要预计减少.这是因为极端天气事件的强度和频率不断增加,将导致产量下降,导致粮食价格飙升,从而破坏食物链。这种不稳定将主要打击那些最容易受到这种不稳定影响的贫困人口。在全球变暖2°C左右的情况下,粮食供应的不稳定性预计将非常高

此外,城市化——即城市的扩张和扩张——也很重要估计会导致宝贵耕地的转化.这将导致粮食生产损失,给粮食系统带来额外风险。

气候变暖很可能导致粮食供应不稳定。1.5摄氏度的升温已经可能对各地区的粮食供应造成周期性冲击(来源:联合国政府间气候变化专门委员会,安娜·索马格里诺(Ana Somaglino)改编。
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考虑到气候变化对农业的损害,当代农业正在遭受气候变化带来的痛苦讽刺贡献很大程度上归因于气候变化。目前,23%全球人为排放的一半来自农业、林业和其他土地利用(AFOLU),如果考虑整个粮食系统,则高达37%。

生物多样性丧失:失去生态系统服务万博manbext体育app

生物多样性正在迅速下降。一百万个物种现在面临灭绝。因此,一些科学家说,我们目前正处于一个“第六次生物大灭绝——指的是过去类似规模的全球灭绝事件。这基本上使目前物种的损失与恐龙的灭绝处于同一水平。事实上,全球物种灭绝的速度已经达到了高出数十到数百倍比过去1000万年的平均值还要高。

除了数量惊人的物种灭绝之外,科学家解释了地球正在经历人口锐减和灭绝(局部灭绝)的大事件,这将对生态系统功能和对维持文明至关重要的服务产生负面的连锁反应。万博manbext体育app

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生态系统以各种方式与农业系统相互作用。它们的功能对人类农田的生产力至关重要,因此,对我们的粮食供应也至关重要。这个数字集中于所谓的支助和管制服务(资料来源:万博manbext体育appZhang et al., 2007,安娜·索马格里诺(Ana Somaglino)改编。

的确,生态系统服务万博manbext体育app(人类从生态系统中获得的好处)是至关重要的,特别是对我们的粮食系统而言。农业严重依赖生物多样性和生态系统服务。万博manbext体育app

授粉:重要的生态系统服务

授粉是农业贡献最高对全球产量的贡献远远超过任何其他农业管理实践。

超过75%全球粮食作物类型中,包括水果和蔬菜以及一些最重要的经济作物,如咖啡、可可和杏仁,都依赖于动物授粉——一种由正常运转的生态系统提供的服务。全球依赖传粉媒介作物的价值估计在每年2370亿美元到5770亿美元之间。


然而,如果生物多样性受到干扰,这些生态系统服务就会消失。万博manbext体育app目前物种灭绝率由于人类的影响,传粉者的数量比正常情况高出100到1000倍。

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80%世界上大部分的杏仁供应来自加利福尼亚的杏树种植园,开花的杏树完全依赖蜜蜂授粉(来源:Dulcineia Dias/Unsplash)。

在中国采用人工授粉

在中国的一些地区,蜜蜂的数量急剧下降,导致人类不得不做人工授粉.有许多地区报告称,一些经济上非常重要的传粉者(如蜜蜂)数量下降,这种情况很可能是全国的代表性。

在中国四川省汉源县,工人们必须耍杂技才能给果树授粉(来源:赫芬顿邮报)。

因此,科学家们认为传粉者——主要是大黄蜂和蜜蜂——现在面临灭绝令人担忧的衰退风险在中国。传粉昆虫数量骤降的原因被认为是土地利用集约化、农药的过度使用和物种入侵。土地利用集约化导致了传粉昆虫栖息地的退化,大量农药影响了传粉昆虫的健康,入侵物种与之竞争,并给本地传粉昆虫种群带来了寄生虫和病原体。

传粉昆虫在中国的大量减少甚至可能导致全球连锁反应关于粮食安全和生计。作为依赖传粉媒介的水果和蔬菜最重要的国际出口国之一,中国传粉减少对作物生产的任何干扰都可能极大地影响全球供应。

中国并不是唯一一个传粉昆虫丧失成为大问题的国家。的有力的证据授粉昆虫数量的下降实际上来自北美和欧盟。其中包括美国国内蜜蜂种群的严重区域下降(1947年至2005年间损失了59%的殖民地,欧洲(1985年至2005年间中欧损失了25%的殖民地)。

除了蜜蜂,其他动物和昆虫,如蝴蝶也是传粉者。然而,它们的数量也在减少(来源:Himesh Kumar Behera/Unsplash)。

动物授粉是一项令人着迷而又至关重要的服务许多农业赖以成功运作的生万博manbext体育app态系统服务。有关动物传粉的更多资料,请参阅粮农组织

生物多样性的价值

生物多样性的价值在栽培作物、作物的野生亲缘和驯化品种的例子中也变得显而易见。随着大多数农业系统越来越多地使用相同的品种,多样性减少了。

虽然有超过6000种植物被种植作为食物,但只有不到200种植物对全球粮食产量做出了重大贡献只有9(甘蔗、玉米、水稻、小麦、土豆、大豆、油棕果、甜菜和木薯)占全球作物总产量的66%。

多样性的丧失会带来严重的风险对全球粮食安全的影响,因为这些作物对害虫、病原体和气候变化更加脆弱。

艾肯小麦(小麦属植物monococcum)是人类最早种植的谷物之一(来源:慢食西密歇根)。

另一方面,增加生物多样性可能是农业发展的一个关键因素更有弹性为了未来的危机。每一级的多样性- -物种的多样性以及物种内部的遗传多样性- -有助于生产系统应付冲击和适应变化的能力。

例如,增加agrobiodiversity生物多样性的一个子集,包括驯化的和野生的,以这样或那样的方式对农业和粮食生产做出贡献,可以导致更高产的系统,更不容易受到极端事件的影响,如恶劣天气、虫害暴发和市场波动。

这是因为农业生物多样性的增加以一种更聪明的方式分配风险(例如,如果一种作物失败了,另一种适应能力更好的作物将存活下来),而且它还创造了组件之间的相互作用,这可能有益于整个系统的健康(例如,在农业系统中整合树木)!多样性如何创造有益的互动的许多例子被列出粮农组织而且BI和CIAT

农业生物多样性还为我们提供了许多具有独特特性的营养食物,可以直接为作物育种提供有价值的膳食成分和遗传物质

土地退化:威胁放大器

土地退化是一个复杂的现象,通常涉及以下部分或全部的损失:生产力、土壤、植被覆盖、生物量、生物多样性、生态系统服务和环境恢复力。万博manbext体育app

森林砍伐是一种常见的人为土地退化形式(来源:Pok Rie/Pexels)。

土地退化通常是由水土流失引起的管理不善或过度开发土地资源。这包括砍伐森林、不可持续的农业做法、污染或采矿等直接影响等人类活动。一般来说,所有这些活动都以这样或那样的方式破坏了土地的质量。

换句话说在美国,土地退化是由于农业和林业土地的长期不可持续利用以及土地的开发和管理不善造成的。生态系统因此丧失其功能,农业用地的质量和生产力都下降。

退化土地的农业质量较低(来源:Markus Spiske/Pexels)。

因此,土地退化与气候变化和生物多样性丧失等威胁密切相关。随着UNCCD的州“我们自然生态系统的转变、水资源的低效利用以及农用化学品的过度使用和滥用导致了地方层面的土地退化,以及温室气体排放增加、生物多样性减少以及区域和全球范围内的降雨变化。”

如今,人类对土地的利用直接影响着70%以上(!)的全球无冰地表。其中绝大部分用于农业用途,包括用于畜牧业的牧场(37%)、种植园和管理林(22%)以及农田(12%)。

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人类对全球无冰地表的利用。柱状图显示土地利用强度从左至右递减(资料来源:联合国政府间气候变化专门委员会,安娜·索马格里诺(Ana Somaglino)改编。

约25%全球无冰陆地面积中有一半受到人为退化的影响。例如,目前农田土壤侵蚀的速度估计比土壤再生的速度(免耕)高出10至20倍(常规耕作)至100多倍(常规耕作)——这是一个真正不可持续的过程。

砍伐森林和土地退化

农业也是森林砍伐以及相关土地退化的主要驱动因素。一个分析11个最关键的森林砍伐方面发现农业是土地使用变化的主要驱动力,通常也是最大的驱动力。2010年至2030年期间,全球80%以上的森林砍伐可能发生在这11个地方——总计达1.7亿公顷。

这些都是世界各地的热带地区,如亚马逊、刚果盆地、新几内亚、婆罗洲和东澳大利亚。据估计,亚马逊雨林遭受了最严重的森林砍伐(高达4800万公顷!)

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11条森林砍伐战线。2010年至2030年,全球80%以上的森林砍伐可能发生在这里(资料来源:世界自然基金会)。

罪魁祸首通常是农业商品作物。例如在南美洲,森林砍伐主要是由大规模的商业农业(主要是畜牧业),但也有大豆和油棕等作物的种植园农业。

脆弱的旱地

在世界范围内,在13亿人被困在退化的农田上。在人们的生计依赖农业而生活在边缘低质量土地上的地区,这尤其成问题。土地退化可以被认为是一种威胁放大器.作为一个缓慢而阴险的过程在美国,它与食物和水的短缺有关。再加上人口增长、移民、贫困和缺乏良好治理,它会增加冲突的风险。

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旱地——通常生产力已经较低——更容易受到进一步退化的影响(来源:Bernat Hermant/Unsplash)。

旱地是特别脆弱地区。干旱地区的农村社区往往比其他地方更贫穷,土地更容易受到气候变化和人类直接压力的影响。

旱地土壤面临着一系列的土地管理挑战.这些都是干旱条件的特征或被干旱条件放大,包括结皮和压实、土壤排水受限、风和水侵蚀、低肥力以及土壤浅、石质、盐碱化或含钠性。

随着干旱地区每年遭受干旱的比例和居住在其中的人口数量的增加,旱地面临的压力越来越大一直在增加.然而,旱地是许多人的家园,对全球粮食生产也非常重要。

旱地覆盖约41%的土地和30%的全球人口,其中90%的旱地人口生活在发展中国家。世界上44%的农业用地位于干旱地区,主要在非洲和亚洲,提供了世界约60%的粮食生产。

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在非洲的萨赫勒地区,土地退化可以作为威胁放大器(来源:Roberto Vi/Pixabay)。

在与撒哈拉沙漠南部接壤的萨赫勒地区,旱地人口是多么容易受到土地退化、气候变化和冲突的影响。2011年至2017年,九个萨赫勒国家面临着不断的斗争包括干旱、粮食不安全和冲突。尽管如此,暴力冲突仍处于高潮历史新高到2020年6月至8月,粮食不安全预计将达到危机几个萨赫勒地区国家的水平数百万人面临风险

化肥污染

在农业中增加使用农用化学品,如氮和磷基化肥,以及杀虫剂和除草剂,提高了全球作物产量,并可以说阻止了农业扩张(例如,见这篇文章而且这本书)。然而,它也对土壤和水质、生态系统和物种的健康,从而对我们的粮食安全产生了重大负面影响(例如,见这篇文章而且这本书)。

例如,化肥的低效施用会导致农田中的物质淋滤到河流和湖泊等地表水中。这些物质的“非点源”来源,包括农业活动、化石燃料燃烧和动物饲养操作更大的担忧比“点源”,如废水处理厂,工业和矿山。这是因为它们更大,更难控制。

土地施肥仍然是造成非点源营养物污染的主要原因一直在增加在过去的几十年里,在许多地理区域以惊人的速度。自20世纪60年代以来,工业化国家和发展中国家都在使用更多的肥料,全球氮和磷酸盐的使用经历了急剧增长八倍和三倍分别上升。此外,我们已经知道这会导致大问题几十年来,

当营养变成瘟疫

当氮和磷酸盐等营养物质最终进入水体时,它们会导致富营养化定义为“生态系统中有机物含量增加的过程”。这样会加剧有害的生长藻类杀死鱼类和其他水生生物,并可能影响整个水生生态系统,导致生态系统服务减少万博manbext体育app影响粮食系统,例如通过鱼类资源的崩溃。藻华也可以对人类产生直接影响,因为它们可以诱导疾病甚至因吸入或接触有毒海鲜或毒素而死亡。

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描述:2017年9月,北美伊利湖爆发有害藻类(来源:Zachary Haslick/航拍协会摄影/NOAA)。

尽管这些所谓的藻华这种现象在历史上是自然发生的频率和强度在过去几十年里,全球范围内的有害疫情有所上升。这与人类的影响直接相关。一个巨大的伊利湖的海藻大爆发这主要归咎于大豆和玉米的单一种植,造成了巨大的经济损失。一项研究粗略估计了成本有害藻华造成的损失高达每年1亿美元。

藻类大量繁殖的趋势究竟会如何发展呢不确定的这不仅取决于营养物质的负荷,还取决于全球变化(如气候变化)在未来相互作用的速度。

化肥使用量预计将进一步增加

尽管营养成分不是唯一的影响因素,但用量的增加可能意味着它仍将是一个重要因素。氮肥和磷肥的使用预计将增加2.7和2.4倍分别到2050年。

为了保持足够的产量,从而维持生计,许多农民使用农用化学品。尽管农药有害,但他们在自己的农场上找不到农药的替代品(来源:Pixabay

一项研究表明到2050年,27%到59%的氮肥将用于缺氮海洋生态系统上游的发展中地区。在这样的系统中,花在农田施肥和灌溉的几天内就会发生。这项研究强调了这些生态系统对农业径流的脆弱性。

藻华:几乎跨越了一个临界点

湖泊中的藻华是一种经典的例子一些生态系统是如何发生几乎不可逆转的变化的引爆点传递。

在高营养负荷下,它们很容易表现出来,但要使一个浅湖恢复到清澈的水状态则需要很多更加困难而不是简单地减少营养负荷。这是因为新的系统——藻华——与以前的系统具有不同的性质,使得仅通过改变养分输入(生态学家称之为过程)来清理湖泊变得困难磁滞

污染引起的灾难,如藻类大量繁殖,损害了世界上水资源的可用性最大的粮食贸易商品:海鲜(来源:Oziel Gómez/Pexels)。

与浅水湖泊一样,有害的藻类在沿海地区也会大量繁殖也经历这些临界点和相关的滞后。例如,马里兰州和弗吉尼亚州的海岸海湾一直在经历反复出现的顽强的藻华。

与约30亿人依靠野生和养殖的海产品获取蛋白质,这种类型的污染对我们的粮食系统的危险迫在眉睫。

全球粮食系统处于十字路口

我们现在已经讨论了粮食系统面临的四大威胁。所有这些都可能对一个或多个粮食安全的四个方面在可用性、访问、利用和稳定性方面。

另一个可能也是最有价值的见解是这些威胁之间的巨大重叠。事实上,“土地退化、生物多样性丧失和气候变化现在被认为是对人类安全多个层面的相互交织的威胁,并导致土地资源的生产力和可用性呈螺旋式下降UNCCD的

随着人口的增长,保持土地的生产力是必不可少的(来源:Tom Fisk/Pexels)。

国际气候变化专门委员会(联合国政府间气候变化专门委员会)和生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台万博manbext体育appIPBES.在他们的报告中,还有那些粮农组织在美国,就气候变化、生物多样性丧失和土地退化之间的关系而言,还有更多有待发现的地方——这篇文章只是揭开了冰山一角。

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气候变化、生物多样性丧失和土地退化是相互交织的威胁,并与土地资源管理不善(如过度使用农用化学品)有关。(来源:UNCCD的,安娜·索马格里诺(Ana Somaglino)改编。

冠状病毒危机是一个警示

在这一点上,我们明智地提醒自己,新冠肺炎危机、超市货架空空如也和经济衰退的持续影响。一场粮食系统危机当然不会差得太远。情况甚至可能更糟。

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冠状病毒危机的典型图像:澳门超市排队(来源:Unsplash)。

这就是为什么全球机构现在正在推动粮食体系的变革,有时甚至以令人担忧的口吻。

高级别专家小组(HLPE)世界粮食安全委员会(粮安委)承认与人口增长、城市化以及全球变暖和生物多样性丧失的影响相关的深刻变化。它预见了我们粮食系统的深刻变革,这反过来将极大地影响人们的饮食,以及粮食的生产、加工、运输和销售方式。

《联合国防治荒漠化公约》(UNCCD)强调了我们目前粮食体系的弱点,指出它威胁到我们人类健康和环境可持续性我们需要从关注短期利润和生产转向争取长期可持续性。

正如蒙比奥讽刺而严肃地说,讲话作为对囤积行为的回应:为了厕纸而打架已经够丑陋的了:我希望我们永远不要看到为了食物而打架。

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在许多国家,卫生纸卷的囤积导致超市货架空空如也,因为供应商无法赶上交货,以满足不断增长的需求(来源:Erik Mclean/Unsplash

预防粮食系统危机至关重要。现在应该研究减少这种风险的机会。现有的解决办法应该应用于恢复目前正在进行的破坏我们的地球系统以及我们的安全的进程。

通过研究上述对粮食系统的威胁及其重叠,很明显我们必须这样做改变我们生产和消费食物的方式.在粮食系统的许多改进中,一个重要的教训是增加弹性是关键。

弹性:提高的关键

韧性是一个术语源于生态学几十年来,情况发生了变化。在不同的情况下很难理解弹性的含义科学家们以不同的方式使用它.很难理解它在概念上与稳定性和适应能力等概念有何不同,以及它如何与引爆点和滞后等概念相互作用。存在多种概念——在这一点上,我们不会打扰你太多。

重要的是要知道,正如这个术语所说的那样扩大了从生态学到其他科学,这个词的使用范围越来越广。例如,它也被用在‘社会生态系统应用于自然灾害和灾害管理。

鉴于气候变化、生物多样性丧失和土地退化的威胁,粮食系统恢复力的重要性也被纳入可持续发展目标2 (西班牙2)“零饥饿”。可持续发展目标2.4是“确保可持续粮食生产系统,实施有抵御力的农业做法,提高生产力和产量,帮助维护生态系统,加强适应气候变化、极端天气、干旱、洪水和其他灾害的能力,并逐步改善土地和土壤质量.”

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弹性通常在视觉上被所谓的稳定的风景。黄色的球从一个山谷移动到另一个山谷表示状态的变化,而山谷的深度、宽度和斜坡的陡度表示恢复力。有两种方式其中,状态变化是概念化的:一种是参数或条件变化(景观变化),另一种是状态变量自身变化(球被推)。的引爆点在风景中以山峰为代表。(来源:Beisner等人,2003年,安娜·索马格里诺(Ana Somaglino)改编。

实践中的弹性

增强弹性在实践中意味着什么?斯德哥尔摩韧性中心解释弹性作为一个系统,无论是个人、森林、城市还是经济,应对变化并继续发展的能力。它是关于人类和自然如何利用金融危机或气候变化等冲击和干扰来刺激更新和创新思维。

几乎所有的生态系统都受到人类活动的影响(来源:David Marcu/Unsplash)。

理解弹性开始我们认识到人类与自然的紧密联系:几乎没有生态系统不是由人类塑造的,也没有人不需要生态系统及其提供的服务。万博manbext体育app就像Monbiot谈论我们的虚假的安慰和否认的泡沫斯德哥尔摩韧性中心认为,我们认为我们的社会与自然脱节,这是许多问题的起点。

深入挖掘这个概念,有一点很重要弹性原则包括多样性和冗余.一般来说,多样性使系统更具弹性,而系统中的冗余使系统中的一个元素出现故障,其他组件可以继续履行重要功能。

听起来有点模糊?让我们来看看自然生态系统的恢复力与被人类改变的自然系统的比较:

自然生态系统具有高度的多样性和冗余性。这些是他们的系统组成部分,使他们能够处理干扰。例如,原始森林通常是更有弹性比半天然森林或种植园。原生林比人工林更具多样性,通常具有与恢复力直接相关的高冗余功能物种,而人工林由于多样性和冗余度低,更容易受到干扰。

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热带雨林就是其中之一最多样化的地球上的生态系统(来源:Crystal Mirallegro/Unsplash)。

与森林种植园类似,肉眼所见的单一大豆品种的多样性和冗余性很低,这使得它们很容易受到气候变化、疾病和市场波动等干扰。

我们能从大自然中学到什么?

解决方案已经存在

我们现在已经了解了粮食系统面临的一些最重大风险以及潜在危机的触发因素。我们还了解了为什么我们应该通过承认人类社会与自然的联系,并通过向自然学习,来致力于使这些系统更具弹性。

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认识到我们的社会和自然是同一个系统的一部分,是创造更有弹性的粮食系统的第一步(来源:Yulian Alexeyev/)Unsplash)。

为了了解粮食系统的恢复力,我们可以看一下定义联合国粮食及农业组织(粮农组织):

“恢复力是指以及时、有效和可持续的方式预防和减轻灾害和危机,以及预测、吸收、适应或恢复并从中适应的能力。这包括保护、恢复和改善生计系统,以应对影响农业、营养、粮食安全和食品安全的威胁。”

这在现实中意味着什么?在很大程度上,这意味着改变我们从事农业的方式。

粮农组织介绍20个相互关联的行动改革粮食体系以实现可持续发展目标。其中包括:将小农与市场连接起来;鼓励生产和收入多样化;增强土壤,恢复土地;主流生物多样性保护和保护生态系统功能;预防和防范冲击,增强抵御能力;应对和适应气候变化;加强生态系统的恢复力。

在多项行动中提到的具体活动包括作物-牲畜综合系统、农林复合系统、树木-牲畜系统、作物和收入多样化以及可持续土地管理。其中,这些正是我们在reNature通过我们的再生农林业方法推广的实践类型。

再生农林:保护粮食系统

综合上述所有活动,再生农林农业意味着有效的工具,以提高我们的粮食系统对未来危机的抵御能力。作为创新的农业方法,它们有助于改变我们的全球粮食体系,保持在地球边界内,并实现可持续发展目标。

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多样化的再生农林系统(来源:nature)

更具体地说,再生农林业为本文中讨论的四种威胁提供了一个实际的解决方案:

  • 气候变化:在取代传统农业或退化土地时,可再生农林增加碳的数量储存在土壤和生物量中。这些碳被从大气中带走,否则会导致全球变暖。因此,后者得到了缓解。此外,再生农林系统在粮食供应方面具有很高的生产力,对气候变化的影响具有更强的抵御能力。
  • 生物多样性的丧失:再生农林业已被证明扭转了目前生物多样性和农业之间不健康的关系。它模仿森林生态系统,在农场内外培育植物和动物生命。例如,与单一栽培农场相比,农林复合系统为各种生物提供了额外的栖息地,并为传粉者的生存提供了必要的花朵。
  • 土地退化:土地一旦退化,就可以自然再生。我们需要的是如何做到这一点的知识。遵循生态演替-进化生态系统的自然过程-再生农林业加速土壤再生陆地上的植物和动物。例如,通过合理地使用牲畜,沙漠化的土地可以恢复到一个繁荣的、生产粮食的生态系统的状态。遮阳树木和植物及其稳定根系的应用进一步使再生农林业能够从一开始就防止土地退化。
庞大的野牛群一直是主要原因因为美国大平原的肥沃土壤,因为他们自然地管理和培育了他们的草地。在森林牧区农林复合系统中,智能管理的牛或其他牲畜可以产生类似的效果(来源:Pixabay)。
  • 污染:在再生农林系统中,避免使用合成肥料和杀虫剂.养分通过覆盖在土壤上的生物质(从枯死的有机材料中获得的生物质,如修剪过的树枝)被返回到土壤中。有益的土壤生命受到刺激,很少受到干扰。这样就形成了一个循环系统,使外部化肥的使用变得多余。害虫通过系统的多样性(某种程度上是一种自然的恢复机制)得到控制,利用自然的生物相互作用。例如,一种有害昆虫可以通过引入其他捕食这种昆虫的物种来抵消。

因此,在取代传统耕作系统时,再生农林可以帮助适应气候变化,增加生物多样性和相关的生态系统服务,保护土地资源,减少污染。万博manbext体育app所有这些活动还将有助于改善农民的生计,例如通过使农业收入多样化

我们在巴西米纳斯吉拉斯州的农林项目。这个农场整合了咖啡、香蕉和其他作物(来源:Eduardo Sousa)。

我们需要合作

要使这些解决方案有效提高粮食系统的抵御能力,就需要在足够的范围内实施。这需要人民、政府、国际组织、私营公司和非政府组织的参与。

我们要着眼大局,把全球性危机的系统性风险降至最低。这需要一个全球的努力这再次让我们想起了冠状病毒危机:”通过学会合作,我们不仅学会了阻止下一次大流行,而且学会了应对气候变化和其他严重威胁.”

我们需要共同确保我们的粮食系统能够抵御未来的威胁。因此,《自然》邀请每个人加入我们的使命。让我们一起改变粮食系统!

我们一起努力,就能确保不再有另一场危机在等着我们——或者至少我们会有所准备。

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想让我们的粮食系统更有弹性吗?

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