2016 áprilisában publikáltak egy tanulmányt, amely 67 forrásra támaszkodva vezeti le, hogy fenntarthatóság szempontjából melyik étrend az, amelyik a bolygónk maradék erdeinek védelmében a legmegfelelőbb.

_____________________________

Az eredeti tanulmány szerzői és angol címe:
Karl-Heinz Erb, Christian Lauk, Thomas Kastner, Andreas Mayer, Michaela C. Theurl & Helmut Haberl: Exploring the biophysical option space for feeding the world without deforestation. Nat. Commun. 7:11382 doi: 10.1038/ncomms11382 (2016).

Fordította: Kertész Tibor
A fordítás szakmai lektora: Farkas Richárd (PTE, Közgazdaságtudományi kar – Közgazdaságtan és Ökonometria intézet, Egyetemi tanársegéd)
A fordítás stilisztikai helyreigazítását végezte: Garai Attila (Biológus, az Orvosi továbbképző szemle szerkesztője)

Köszönjük mindannyiótoknak az áldozatos munkát!

_____________________________

Kivonat

A világ megmaradt erdőinek védelme kiemelt cél. Tanulmányunkban felmérjük a biofizikai lehetőségeket arra vonatkozólag, hogyan élelmezzük az emberiséget 2050-ben további erdők kiirtása nélkül. Szisztematikusan ötvözzük a jövőbeni terméshozamokra, a mezőgazdasági területekre, az állatállomány takarmányozására és az emberi étrendre vonatkozó reális feltételezéseket. Minden egyes forgatókönyv esetében meghatározzuk, hogy a növényi termékek kínálata fedezi-e a keresletet, és hogy a legeltetési intenzitás elfogadható határokon belül marad-e. Megállapítottuk: számos lehetőség létezik arra, hogy 2050-ben erdőirtás nélkül elérhető legyen a megfelelő globális élelmiszer-ellátás, még alacsony terméshozamok mellett is. Az egyes forgatókönyvek nagymértékben különböznek a biomassza-termelés, a termőterület iránti igény és a legeltetési intenzitás tekintetében, elsősorban az emberi étrend mennyiségi és minőségi szempontjaitól függően. A legeltetési korlátok erősen behatárolják az lehetőségeket. Ha nem számolunk emberi beavatkozással a természetes vagy félig természetes állapotú területeken, akkor a kereskedelem volumene növekedni fog azokban a forgatókönyvekben, ahol a táplálkozási módok globálisan egymáshoz konvergálnak, ezáltal csökken számos régió esélye arra, hogy élelmiszerekből önellátó legyen.

Előszó

A földterületek felhasználása számos, egymással összefüggő kihívással néz szembe a jövőben. A szárazföldi ökoszisztémák kulcsszerepet játszanak a globális éghajlati rendszerben, a globális biológiai sokféleség jelentős részét tartják el, és olyan ökoszisztéma-szolgáltatásokat nyújtanak, amelyek nélkülözhetetlenek az emberiség számára. E szolgáltatásokon az élelmiszereket, a rostanyagokat, az energiát, a víz- és levegőtisztítást, a mikroklíma szabályozását és a természetes veszélyektől való védelmet¹ értjük. A Föld szárazföldi, jégmentes felületének háromnegyedét jelenleg az emberiség használja,^2,3 és a globális potenciális nettó elsődleges termelés (NPP_pot, az ember távollétében is aktív elsődleges termelők, pl. a növények éves nettó szervesanyag-termelése) egynegyedét is az emberiség sajátítja ki.^4,5 A földhasználat sok más környezeti hatással is együtt jár, például eutrofizációval, környezetszennyezéssel, a biológiai sokféleség csökkenésével vagy klimatikus hatásokkal. Ezek a negatívumok olyan szinteket érhetnek el, amelyek veszélyeztetik az emberiség által élvezett ökoszisztéma-szolgáltatásokat.^6,7. Általában sürgető fenntarthatósági kihívásnak tekintik⁸azon módszerek feltárását, amelyek lehetővé teszik a növekvő globális népesség élelmezését és ellátását, miközben megőrzik az ökoszisztémák életet fenntartó funkcióit.^1,8

A fennmaradó erdős ökoszisztémák védelme ebben az összefüggésben központi kívánalom. Az erdők több szén-dioxidot tárolnak, mint bármely más felszínborítás típus,⁹ és a globális biológiai sokféleség jelentős részének adnak otthont.¹⁰ Földünk őserdőinek jelentős részét az emberiség már mezőgazdasági területté alakította,² és ez a folyamat most is zajlik, különösen a trópusi régiókban.^11,12 Az olyan nemzetközi tevékenységek, mint az ENSZ együttműködési programja, az erdőirtásból és az erdők leromlásából származó emissziók csökkentésére a fejlődő országokban (Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation in Developing Countries, REDD) a még meglévő erdei ökoszisztémák védelmét célozzák az éghajlatváltozás mérséklése céljából. Fölvetették, hogy az erdők globális kiterjedése az emberiség számára biztonságos mozgástér indikátora is lehet, és a fenntarthatóság szempontjából kiemelt jelentőségűnek tartják.¹³

A meglévő erdők megóvása azonban hátráltatja a mezőgazdasági fejlődést, mivel korlátozza a termőföldek és legelőterületek kiterjesztését. Következésképpen a világ egyre növekvő népességének^14,15,16 egyre növekvő élelmiszer-, takarmány-, rostanyag- és üzemanyag igényét az egy főre jutó termőterületek csökkenése mellett kell kielégíteni. A legfrissebb tanulmányok azt mutatják, hogy a termőterület bővítése nélkül is lehetséges megfelelő élelmezést biztosítani,¹⁷ például a jelenleginél nagyobb terméshozamokkal, ¹⁸ ami magasabb mezőgazdasági ráfordításon és nagy volumenű kereskedelmen alapulna.¹⁹ Ezzel szemben más tanulmányok azzal érvelnek, hogy az alacsony ráfordítású gazdálkodási rendszerek, mint például az organikus (ökológiai) gazdálkodás, létfontosságúak a jelentős ökoszisztéma-szolgáltatások megóvásában.^20,21,22 Hogy az alacsony ráfordítású vagy organikus gazdálkodási rendszerek képesek-e és milyen feltételek mellett képesek élelemmel ellátni a világot, élénken vitatott kérdés,^23,24 és további vizsgálatokat igényel.²⁵ A klímaváltozás földhasználat alapú csökkentésének stratégiáit értékelő tanulmányok az emberi étrendek^26,27 jövőbeli fejlődését és a globális állatállomány-rendszerek hatékonyságának növelését^28,29,30,31 tekintették kulcsfontosságúnak. Azonban az állattenyésztési rendszerek hatékonyságának növekedése nagy takarmányigénnyel jár, ami a termőterületekről származó koncentrált takarmány használatával súlyosbíthatja az élelmezéshez kapcsolódó földhasználati versenyt.^8,28,32 Ezzel szemben az élelmiszer-termesztésre közvetlenül nem használható területek és a kérődző állatok fontos lehetőséget kínálnak az élelmezésbiztonság és a megélhetés biztosítására bizonyos körülmények között.^33,34,35 A nézőpontok ezen sokszínűsége indokolja az olyan tényezők kölcsönhatásainak szisztematikus feltárását, mint a táplálkozás, a terméshozamok és az állattenyésztés hatékonysága a mezőgazdasági fejlesztésben.

Különösen a legeltetés korlátai válnak meghatározóvá hipotetikus, erdőirtás nélküli világunkban. Ebben a helyzetben a termőterületeket kiterjeszthetik a fel nem használt, erdővel nem borított földterületekre – amelyek jellemzően alacsony termőképességűek az éghajlati korlátozó tényezők és az általuk képviselt nagy természeti értékek miatt (átalakításuk is magas ökológiai költséggel jár) –, vagy még inkább más területekre, amelyeket eddig nem műveltek meg, illetve nem részei az infrastruktúrának. Az ilyen területek többsége legelőként használható, változó intenzitással.^2,36,37

Ebben a tanulmányban szisztematikusan feltárjuk a mezőgazdasági termelés hipotetikus, erdőirtásmentes határfeltételéből adódó opciókat és korlátokat, és világosan meghatározzuk a legeltetés korlátait. Feltárjuk a kínálatoldali intézkedések (köztük a terméshozamok növelése és a termőterület-bővítés) egyedi szerepét, az állattenyésztési rendszer hatékonyságát érintő intézkedéseket (a takarmányhasznosítási arányok javítását) és a keresletoldali intézkedéseket (mint a mennyiségi és minőségi változások az emberi táplálkozásban). Ezen paraméterek mindegyikére összegyűjtöttük a 2050-re vonatkozó előrejelzéseket, és az adatokat beépítettük egy egységes biomassza-egyensúlyi modellbe (BioBaM), ^38,39 hogy megvizsgálhassuk azok kombinált hatásait. Minden egyes forgatókönyv öt paraméter egyedi kombinációjából áll (1. ábra), számszerűsíti a biomassza keresletének és kínálatának viszonyát – a világ, illetve 11 különböző régió számára –, az átlagos legeltetési intenzitással és regionális biofizikai kereskedelmi mérlegekkel együtt.

1 ábra: Kulcs paraméterek és változataik kombinációja a BioBaM-ban, illetve a 2000-es év adatai.

(a) A termőföld kibővítési változatok (millió km²), a bővítés nélkülitől (+0%) a nagy hozamú legelők maximális kihasználásáig (+70%). A +11%-os változat összhangban áll a FAO előrejelzéseivel¹⁴. (b) a régiós- és fajspecifikus terméshozamok dobozai minden varációra (t sza/ ha/ év – tonna szárazanyag/ hektár/ naptári év), a változatos ökológiai termeléstől a nagy hozamú intenzív monokultúrákig terjedő variációkat mutatják. A színes dobozok jelölik a két belső kvartilitást (>25 és <75) világrégiónként; a barázdák jelzik a minimális és maximális értékeket. (c) Az állati takarmány összetételének változatai a takarmányátalakítási arány alapján (kg takarmány bevitel (szárazanyag))/ (kg állati termék (szárazanyag)). (d) Az emberi táplálkozási változatok mennyisége és összetétele (kcal/ fő /nap). A VEGAN állati termékek nélküli étrend; A VEGETARIAN hús nélküli étrend, de tojással és tejjel. Ez a kettő és a MEAT – jelentős hústartalommal rendelkező étrend – a szakirodalomból származnak⁶⁷, és összhangban vannak az egészségügyi ajánlásokkal. A BAU forgatókönyv összhangban van a 2050-es FAO-előrejelzéssel (14. számú hivatkozás), míg a RICH forgatókönyv azt feltételezi, hogy a 2000-es év észak-amerikai étrendje 2050-ben globálisan érvényesül. A 2000-es év és a BAU összes változata globális konvergenciát feltételez az étkezésben. (e) A hús eredetének változatai az emberi táplálkozásban. Az összes állati kalória a monogasztrikus termékek arányában van kifejezve. A BAU változat sávja az étkezési változatok tartományát jelenti a VEGAN kivételével. Az összes változat kombinációja 500 egyedi forgatókönyvet eredményez. (Vegyük figyelembe, hogy a VEGAN táplálkozás nem tartalmazza az állattartási rendszer paramétereinek változatait (c, e)). A 2000-es év adatainak forrása az 57, 66 számú hivatkozás.

500 forgatókönyv megvalósíthatóságát vizsgáltuk meg. A ”megvalósíthatóság” olyan helyzet, amikor a globális élelmiszerigényt fedezi a termőterületek hozama, és az állatállomány legeltetési intenzitása az ökológiai küszöbértékeken belül marad. Feltételezzük, hogy a kereskedelem minden lehetséges forgatókönyv esetében kiegyensúlyozza a regionális termelés és fogyasztás eltéréseit, és feltételezzük, hogy nincsenek kereskedelmi korlátok. Az opciós tér az összes megvalósítható forgatókönyv összege.

Elemzésünk azt mutatja, hogy számos lehetőség létezik az erdőirtás nélküli világunk élelmezésére. Az 500 számított forgatókönyv csaknem kétharmadát “megvalósíthatónak” vagy “valószínűleg megvalósíthatónak” minősítettük, köztük még alacsony terméshozamúakat, illetve a RICH élelmezési változathoz tartozókat is, de csak akkor, ha e kettő nem egyszerre állt fenn. A termőterület és a legelőterület korlátai körülbelül egyformán gyakoriak. A biomassza betakarítása, a termőterület iránti igény és a legeltetési intenzitás nagymértékben változik az adott opciós téren belül, leginkább az emberi étrendtől függően. A legeltetési korlátok erősen behatárolják a lehetőségeket azokban a forgatókönyvekben, ahol közepes vagy nagy mértékben bővülnek a termőterületek. Az opciós téren belül a kereskedelem mértéke növekedni fog, ha a régiókban a fejenkénti táplálékfogyasztás kiegyenlítettebbé válik, és a földművelést a természeti vagy félig természeti területekre nem terjesztjük ki.

Eredmények

Általános eredmények

A forgatókönyv-számítások szerinti opciós tér áttekintése a 2. ábrán látható. Az összes forgatókönyv több mint 40%-a (211) nem megvalósítható. A forgatókönyvek 18%-át korlátozza a rendelkezésre álló termőterület, 16%-át a legeltetési intenzitás, 7%-át pedig e két korlát együttesen. Amíg a VEGAN forgatókönyvek 100%-a és a VEGETARIAN forgatókönyvek 94%-a megvalósítható, addig a BAU verzió hozzávetőleg kétharmada és a RICH étrend kis hányada (15%) bizonyult megvalósíthatónak. Nagy hozamszint mellett az összes forgatókönyv 71%-a megvalósítható (vagy valószínűleg megvalósítható), ökológiai hozamok mellett csak 39%. Nyilvánvaló, hogy az ökológiai hozamok esetében a megnövekedett termőterület-igény a gazdagabb (húst is tartalmazó) étrendeket nem teszi lehetővé. A termőterület kiterjesztése a legelőkre növeli a lehetőségeket, de így a legeltetési korlátok válnak meghatározóvá. A RICH változatot közepes hozamszintek esetében csak akkor lehet megvalósítani, ha a kiváló minőségű legelők nagy részét termőföldekké alakítjuk át. Az ilyen forgatókönyveket azonban gyakran korlátozza a legeltetési intenzitás küszöbértéke, mivel a termőföldek méretének növelésével arányosan kevesebb legelő áll rendelkezésre.

2. Ábra: A biofizikai lehetőségtér 2050-ben

Az opciós tér (zöld cellák) a következő tényezők kombinációiból áll össze: a termelési oldalon (sorok) a négy termésváltozat, az öt termőterület-kiterjesztési változat, a kétféle állati takarmányozási változat variációiból, illetve a fogyasztási oldalon (oszlopok) az emberi táplálkozás öt változatának és az állati termékek eredetének három változatának variációi. Az opciós tér minden cellája egy-egy forgatókönyvet jelöl. A termőterület által korlátozott forgatókönyvek olyan eseteket jelentenek, ahol a mezőgazdasági termények iránti globális kereslet több mint 5%-al meghaladja a kínálatot. A legeltetési korlátok által érintett forgatókönyvek azok, amelyekben a globális legeltetési intenzitás meghaladja az ökológiai küszöbértékeket. “Valószínűleg megvalósíthatók” azok a forgatókönyvek, amelyeknél a kereslet és a kínálat között kevesebb, mint 5% az eltérés *A VEGAN étrend esetében az állati termékek eredete nem releváns.

Az opciós teret meghatározó tényezők

A 3. ábra a termőterületi és a legeltetési korlátok együttes hatását mutatja be, valamint a két paraméter hatását külön-külön. Az ábrán jól látszik a legeltetési korlátok erőteljes hatása az opciós térre, különösen a termőterület kiterjesztése esetén.

3. Ábra: Legelő terület és termőföld terület általi korlátozások

(a) A nem megvalósítható forgatókönyvek a következő tényezők szerinti bontásban (b) emberi étrend (nincsenek korlátozások a VEGAN-változathoz) (c) az állati termékek eredete az emberi étrendben, (d) termőföld kiterjesztés, (e) hozamok és (f) a takarmány összetétele.
Y tengely: megvalósíthatatlan forgatókönyvek száma. A rövidítésekhez lásd a szöveget és az 1. ábrát.

A termőterület korlátai szorosan kapcsolódnak a terméshozamok és a termőterület-bővítés változásaihoz. Az alacsony hozamok azt jelentik, hogy nagy számú forgatókönyvben szerepel korlátként az elérhető termőterület nagysága, ami különösen igaz az ORGANIC hozamváltozatra. A legeltetési korlátok az emberek által fogyasztott állati termékek eredetétől és a takarmány összetételétől függenek. Látszik, hogy a legelőterület csökkenése ellensúlyozható az állati termékek iránti kisebb igénnyel és a termőterületek takarmányozásba való bevonásával.

Az eredmények azt mutatják, hogy a szálastakarmány alapú állattenyésztés elsősorban legeltetési korlátokkal szembesül, míg a gabona alapú állattenyésztést a termőterületek elérhetősége korlátozza. A kérődzőkön alapuló élelmezési rendszereket elsősorban a legeltetési korlátok befolyásolják; a monogasztrikus (nem kérődző) állatok tenyésztése pedig a termőterületek korlátozott voltára érzékenyebb.

Az emberi táplálkozás döntő szerepet játszik az opciós térben: a vegetáriánus vagy a vegán étrendet ritkábban korlátozzák a rendelkezésre álló termőterületek vagy a legelők biomassza-kínálata. A gazdagabb táplálkozási mód (értsd: húsfogyasztás) és a termőterület növelése közel azonos mértékben korlátozó. A két hús alapú étrendet, a BAU-t és a MEAT-et, a termőterületek elérhetősége hasonló mértékben korlátozza, a globális átlagos kalóriatartalom különbsége ellenére; de határozottan különböznek egymástól a legeltetési korlátok szempontjából. A MEAT étrendet, amelyet a BAU étrend világszintű átlagánál nagyobb (de az ipari országok jelenlegi fogyasztásánál így is lényegesen alacsonyabb, lásd az 1. és 2. kiegészítő táblázatot, állatitermék-igény jellemez, nagymértékben befolyásolja a legeltetési korlát, bár összességében kisebb a teljes kalóriatartalma.

Általánosságban elmondható, hogy a kérődző alapú étrend sokkal szűkebb opciós teret nyújt a MEAT és BAU változatokban, a legeltetés korlátai miatt. A 2. ábra azonban feltár egy figyelemre méltó részletet. Alacsony terméshozamok és kisebb termőterületek esetén a kérődző alapú étrend előnyösebb a nem kérődzők tenyésztésén alapulóval szemben. Ilyen esetekben a kérődzők olyan területeket hasznosítanak, amelyek nem alakíthatók át – az ebben a forgatókönyvcsoportban erősen korlátozott – termőterületekké.

Megvalósítható és valószínűleg megvalósítható forgatókönyvek jellemzése

A megvalósítható és valószínűleg megvalósítható forgatókönyvek nagymértékben különböznek a földterület iránti igény, a terméshozam, a legeltetési intenzitás és a biomassza-betakarítás tekintetében. A fenti paraméterek eredményeit minden megvalósítható forgatókönyv esetében a 4. ábrán mutatjuk be, emberi étrend szerinti bontásban (egyéb csoportosításokhoz lásd a 3–6. kiegészítő ábrát). A termőterület iránti igény óriási különbségeket mutat az összes lehetséges forgatókönyv között (4a. ábra). Míg a VEGAN táplálkozás kevesebb földterületet igényel, mint a 2000-es évben; a BAU és a MEAT étrendek termőterület igénye eléri 23,5 Mkm²-t. Ez 52%-kal több a jelenleg használt összes területnél. Ezzel ellentétben a RICH táplálkozás legnagyobb termőterület-igénye hasonló a BAU változat maximális értékéhez. Itt azonban a megvalósítható forgatókönyvek számát jelentősen csökkentik a legeltetési korlátok. A RICH változat csak jelentős termőterület-növeléssel és magas terméshozamokkal (4b. ábra) kivitelezhető, míg a többi étrendváltozat alacsony vagy mérsékelt hozamszinten is megvalósítható. A terméshozamok nem különböznek erősen az étrendek változatai között (1,5 szeres különbség van a legalacsonyabb és a legmagasabb hozam között, 4b ábra).

4 ábra: A megvalósítható és valószínűleg megvalósítható forgatókönyvek jellemzése, emberi táplálkozási változatokra bontva.

(a) termőföld iránti kereslet, (b) átlagos terméshozam, (c) legeltetési intenzitás, a betakarított szálas takarmány a tényleges NPP százalékában mérve, és (d) biomassza betakarítás, a teljes globális biomassza szárazanyagban kifejezve. Sötét négyzetek jelzik a két belső kvartilist (>25 és <75%) minden lehetséges forgatókönyvre; A világos színű négyzetek jelzik a minimális és maximális értékeket. A kis vonalak jelzik a mediánt. Az étrend alatti számok a megvalósítható forgatókönyvek számát jelzik. Minden étrendhez 120 forgatókönyv tartozik, kivéve a VEGAN étrendet ahol ez a szám 40. A rövidítésekhez lásd a szöveget és az 1. ábrát. A színkódok célja a 3-6. kiegészítő ábrával való összevetés megkönnyítése.

A legeltetés intenzitása nagymértékben változik az opciós térben és erősen függ a táplálkozási módoktól, az NPP 0%-ától 36%-áig terjed (4c. ábra). A tisztán növényi alapú étrendhez nem tartozik legeltetés. A VEGETARIAN változatban alacsony a legeltetési intenzitás és a MEAT étrendben a legmagasabb.

Nem meglepő, hogy a biomassza mennyisége az étkezési változatok között ~3 szoros eltérést mutat. Meg kell jegyeznünk azonban, hogy ezek a különbségek tisztán az állattenyésztési rendszerek közötti különbségekből erednek, azaz a takarmány összetételéből és az emberek állati termék fogyasztásából. A RICH táplálkozás nem kivitelezhető kérődzőkkel (7. kiegészítő ábra).

Milyen kereskedelmi minták jönnek létre?

A forgatókönyvek nagymértékben különböznek regionális önellátási arányukban (azaz a hazai termelés és fogyasztás arányában). A megvalósítható és valószínűleg megvalósítható forgatókönyvekben a regionális hiányokat a más régiókból származó többlet behozatala egyensúlyozza ki. Az 5. ábra négy forgatókönyv csoport szerint mutatja a nettó kereskedelmi mintázatokat. Az (a) csoport magába foglalja az összes megvalósítható VEGETARIAN forgatókönyvet organikus hozamokkal kombinálva, a (b) csoport magába foglalja az erősen heterogén BAU étkezést, a viszonylag homogén terméshozamokkal (YIELDGAP) kombinálva, a (c) csoport ugyanazokat az étrendi forgatókönyveket tartalmazza, mint a (b), de regionálisan erősen eltérő FAO-hozamokkal, és a (d) csoport tartalmazza a MEAT étrendet és a homogén YIELDGAP hozamok kombinációját. A négy forgatókönyvcsoportban az egyes régiók kereskedelmének iránya nagyon hasonló, de a volumen erősen különböző. A mediánok figyelembevételével Európa, Észak-Amerika és Óceánia, Oroszország és Közép-Ázsia, Latin-Amerika és Délkelet-Ázsia nettó exportőrök, míg Észak-Afrika, szubszaharai Afrika és Dél-Ázsia nettó importőrök. A négy forgatókönyvcsoportot összehasonlítva a kereskedelmi forgalom iránya csak Kelet-Ázsiánál változik. A Szaharától délre fekvő afrikai területek a növényi termékek nettó importőrei, kérődzőtermékeket azonban exportálnak (szálas takarmányban/fűben kifejezve). Ez utóbbi a régióban rendelkezésre álló hatalmas füves területekkel és a BioBaM azon feltételezésével magyarázható, hogy az állattenyésztési termékeket kivitelre nagy termelési potenciállal rendelkező régiókban termelnek. Az India által uralt Dél-Ázsia viszonylag önellátó a szántóföldi termékek esetében, kivéve a (d) forgatókönyvcsoportot, azonban nagymértékben függ a kérődzőktől származó termékek behozatalától. Megjegyezzük, hogy az 5. ábrán látható számok a forgatókönyvcsoportok mediánjai; az olyan tényezőkre vonatkozó extrém feltételezések, mint a termőterületek növelése, megváltoztathatják a kereskedelmi forgalom nagyságát és akár az irányát is ilyen speciális forgatókönyvekben (9. kiegészítő táblázat).

5. Ábra: A kiválasztott forgatókönyv csoportok regionális nettó kereskedelme.

Az értékek a csoporton belüli mediánra vonatkoznak. A pozitív értékek a nettó importot, a negatív értékek a nettó exportot jelzik. Egység: millió tonna szárazanyag biomassza /év, elsődleges biomassza ekvivalensek. Vegye figyelembe a csonka y tengelyt Dél-Ázsia és Latin-Amerika esetében. Az állati termékek kereskedelmét a belföldi megtermelésükhöz szükséges szálastakarmány mennyiségében fejeztük ki.

Az első három forgatókönyvcsoport összemérhető globális kereskedelem szempontjából a jelenlegi állapottal, a negyedik (MEAT étrend kombinálva a YIELDGAP hozamokkal) közel kétszeres kereskedelemi volument igényelne. Általánosságban elmondható, hogy a termőföldi terméshozamok konvergenciája (YIELDGAP) növeli a fejlődő országok önellátási képességét, míg az étrendek konvergenciája csökkenti azt.

Részletes eredmények

Az összes forgatókönyv közel kétharmada megvalósíthatónak vagy valószínűleg megvalósíthatónak tűnik egy olyan világban, amely – hipotetikusan – tartózkodik a további mezőgazdasági célú erdőirtástól. Ez az eredmény azt jelzi, hogy az erdőirtás nem előfeltétele annak, hogy a világ 2050-ben elegendő mennyiségű és minőségű élelmiszerhez jusson, és hogy számos lehetőség létezik különböző stratégiák alapján. Elemzésünk azt mutatja, hogy a nyugati világ jelenleg uralkodó étrendje akkor lenne megvalósítható globálisan, erdőirtás nélkül, ha a termőföldek terméshozama jelentősen emelkedne és a termőterületet nagymértékben kiterjesztenénk a jelenlegi legelőkre. Továbbá a magas hozam¹⁷ nem biofizikai szükséglet; a világ népessége egészségesen élelmezhető még alacsony terméshozam és kismértékű termőterület-bővítés mellett is, ha olyan étrendet választunk, amelyben az állati termékeket a jelenlegi fogyasztás töredékére csökkentjük.

Elemzésünk szerint az emberi étrend a biofizikai opciós tér legerősebb meghatározó tényezője, erősebb, mint a terméshozamok vagy a földterületek elérhetősége. Nem meglepő, hogy a vegán étrend és azok az étrendek, amelyekben az állati eredetű termékek aránya alacsony (például a VEGETARIAN változat), biztosítják a legtöbb lehetséges forgatókönyvet, összhangban más tanulmányokkal,^19,33,40 egyben lehetővé teszik az erős legeltetési korlátok elkerülését és jelentősen csökkentik az opciós teret. Más tényezők, mint például a magas terméshozamok vagy az intenzív állattartási rendszerek, nem hatnak ilyen erősen a megvalósítható forgatókönyvek számára, és nem feltétlenül csökkentik a földterület iránti igényt vagy a legeltetési intenzitást, mivel a termőföld-megtakarítás hatását a „gazdag” étrendek megsemmisíthetik (3. és 4. ábra, valamint a 3–6. kiegészítő ábrák). Ezek az eredmények alátámasztják más tanulmányok eredményeit, amelyek hangsúlyozzák a keresletoldali intézkedések fontosságát a fenntarthatóság szempontjából.^26,27,33,41. A vegán vagy vegetáriánus étrend esetén felére csökken a termőföldigény, míg a legeltetési intenzitás és a teljes biomassza-termelés összehasonlítható mértékű a hús alapú étrendekével. Ráadásul az állati termékek fogyasztásának csökkentése egészségügyi előnyökkel is jár, különösen az iparosodott régiókban^40,42.

Azonban fontos megjegyezni, hogy az állatállomány számos szolgáltatást nyújt az élelmiszeren túl, olyanokat, mint az igavonó erő, a tápanyag-gazdálkodás javítása és a kockázatelkerülés. Például az állatok lehetővé teszik olyan földterületek felhasználását, amelyek nem alkalmasak termőterületnek a zord környezeti feltételek miatt, így segítve a társadalom erőforrásainak bővítését ^33,34,43. Ez a hatás az elemzésünkben olyan forgatókönyvekben válik láthatóvá, amelyekben az alacsony terméshozam kis termőterület-bővítéssel jár együtt. Ilyen körülmények között a kérődzők termékeiben gazdag étrend előnyösebb a nem kérődző állatok termékein alapulónál. A termőterületek terméshozamának növekedésével azonban a kérődzők tartásának ilyenfajta előnyei elvesznek.

A terméshozamok kevésbé hatnak a teljes opciós térre, mint az emberi táplálkozás, de az alacsony hozamszint korlátozza a lehetséges forgatókönyvek számát, különösen a hús tartalmú étrendek esetében, amelyekben elsősorban a termőterületi korlátokkal kell számolni. Ezzel összhangban az eredményeink azt sugallják, hogy az alacsony terméshozamú mezőgazdaság, mint például az organikus gazdálkodás, erdőirtás nélkül is megvalósítható alternatíva, ha vegetáriánus vagy vegán étkezéssel párosul, vagy – kisebb mértékben megvalósítható – hatalmas termőterület-bővítés árán, és ez árnyalja a problémát. ^23,24,25 Ezzel szemben a termőterület kiterjesztése nem befolyásolja kritikusan az opciós teret, kivéve a termőterület-bővítés nélküli változatokat, ahol a forgatókönyvek közel fele nem megvalósítható. A termőterület és a legeltetési intenzitás erősen összekapcsolódik elemzésünkben. A “erdőirtás-mentesség” miatt a nagy termőterület kisebb legelőket és nagyobb legeltetési intenzitást jelent. Az elemzésünkben értékelt egyéb tényezők nem mutatnak olyan erős általános hatásokat az egész opciós téren belül, hanem változatosságot visznek például az étrendi csoportokba (4. ábra és 7. kiegészítő ábra.

Jelentősen hozzájárulhat az opciós tér kiszélesítéséhez a hulladékszintek csökkentése ⁸ A kapcsolódó hatások felmérése azonban jelen kutatásnak nem tárgya, mivel a hulladékmennyiségek meghatározása és az elkerülhető, illetve az elkerülhetetlen hulladék mennyiségének meghatározása igen bonyolult. ⁴⁴ Ezért azt feltételeztük, hogy az alacsony hulladékmennyiség csak a négy emissziócsökkentés–konvergencia (contract-converge) típusú forgatókönyvben érvényesül (3. kiegészítő táblázat). Következésképpen az opciós tér kisebb lehet, ha ilyen alacsony hulladékszinteket nem lehet elérni. A éghajlatváltozás terméshozamra gyakorolt hatásait nem vettük figyelembe ebben a tanulmányban, összhangban a FAO ¹⁴ előrejelzéseivel. Az opciós térre súlyos hatással lehet, ha a terméshozamok jelentősen csökkennek, ⁴⁵ habár az alacsony hozamok hatása az opciós térre az ORGANIC változatban tükröződik.

Értékelésünk feltár egy, az élelmiszerbiztonsághoz kapcsolódó különösen bonyolult kompenzációs kölcsönhatást. A forgatókönyveink szerint és összhangban¹⁹ a globális étrendi mintázatokkal amelyek az azonos fejenkénti élelmiszer mennyiséget célozzák meg (emissziócsökkentés–konvergencia forgatókönyvek), általában az országok önellátása ellen hatnak, mivel növelik számos fejlődő régió importfüggőségét. Az alacsony vásárlóerővel rendelkező régiókban az országok önellátó képességének csökkenése (a helyben termelt élelmiszer önmagában nem létszükséglet és nem elegendő az egyének biztonságos ellátásához) fenyegetheti az élelmezésbiztonságot.⁴⁶ Úgy véljük, hogy a MEAT étrend esetén az önellátás csökkenése nem vagy csak részben ellensúlyozható olyan stratégiákkal, amelyek a termőföldek terméshozamainak azonos szintre hozására irányulnak. ¹⁹ Ez a stratégia egyébként az élelmiszerbiztonságot garantáló eszközként szolgál, csökkentve a biomassza-termelést és a termőföld iránti igényt globális szinten. ^8,16,41,47 A termőföldterületek nagyfokú kiterjesztése a legelőkre enyhítheti ezt a kompenzációs kölcsönhatást (9. kiegészítő táblázat). Elemzésünkből kiderül, hogy ez bizonyos régiókban csökkentheti az importfüggőséget, de a kiterjesztés a természeti vagy természetközeli területek rovására történik, jelentős társadalmi-ökológiai költségekkel.⁴⁸ Megjegyezzük, hogy eredményeink nem tartalmaznak kereskedelmi korlátokat, mivel a kereskedelmi volumeneket úgy számoltuk ki, hogy a biomassza-ellátás regionális hiányát kompenzálják. A biomassza-kereskedelem társadalmi-gazdasági korlátai vagy akadályai, amelyek a támogatási rendszerekből, tarifákból vagy más szabályokból eredhetnek, szűkíthetik az opciós teret, néhány forgatókönyv megvalósítását megakadályozhatják. Annak jobb megértése, hogy a kereskedelem milyen módon befolyásolja a mezőgazdasági termelékenység fejlődését, ^49,50 figyelemre méltó tudományos kihívás.

Fontos korlátja a jövőbeli lehetőségeknek a legeltetési intenzitás határértéke. Míg a termőterületek kiterjedése széles körben tárgyalt határfeltétel bolygónkon,^3,13,36 addig a legeltetési határértékek sok tekintetben ismeretlenek. Ennek az információs korlátnak az az oka, hogy nagyon kevés adatunk van a legeltetésről,^2,37 és maga a legeltetés mértéke és intenzitása is rendkívül bizonytalan globális szinten. Ezért eredményeinket a legeltetési intenzitás határértékével kapcsolatos egyszerű feltevésekre, illetve a földhasználatra és az NPP mintákra vonatkozó, egybehangzó adatokra alapoztuk. Nagyon kevés ismeret áll rendelkezésünkre még például a gazdálkodás szerepéről, a különböző állatfajokról, a biomasszaáramokról és ezek földrajzi elhelyezkedéséről, valamint a legeltetés és az ökoszisztéma folyamatai közötti összefüggésekről és a legeltetés évközi változásairól (annak szezonális jellege miatt). Az a tény, hogy a legeltetés mértéke sok forgatókönyvben döntő tényezővé válhat, további összehangolt kutatást indokol ezen a területen.

Az itt vizsgált opciós teret kizárólag a kínálat és a kereslet közötti biofizikai egyensúly alapján határoztuk meg. A kutatásnak nem célja a valószínűségek feltárása, és nem támaszkodik egyértelmű következtetésekre a különböző forgatókönyvek kívánatos volta, politikai megvalósíthatósága vagy fenntarthatósági teljesítménye tekintetében. Ez a megközelítés lehetővé teszi azoknak a biofizikai határfeltételeknek a feltárását, amelyeken belül a fejlesztések kibontakozhatnak. Számos további korlát és megfontolás válik meghatározóvá, ha az opciós téren belül kiválasztjuk a kívánatos megoldásokat. Az ilyen célokra kifejlesztett értékelési eszközöknek mérlegelniük kell a közvetlen és közvetett költségek⁵¹ teljes skáláját, valamint az egyes módszerek előnyeit, hogy a problémaeltolódással (problem-shift) szemben robusztus eredményeket kapjunk. Az egyik központi kompenzációs kölcsönhatás a nagyobb terméshozamokhoz kapcsolódó termőterület-megtakarítás. Ezek a megtakarítások növelhetik a szén-dioxid-tárolást,^52,53 de ezt a hatást valószínűleg ellensúlyozza a mezőgazdaság megnövekedett energia- és erőforrásigénye, illetve a megnövekedett biomassza-felhasználás.^3,7,16,28 Az élelmezési rendszerhez szükséges teljes biomasszamennyiség fontos tényező. Például az organikus gazdálkodásban²² a talajban kötött szénkészletek (soil carbon stocks) növekedéséből származó előnyöket megsemmisítheti az alacsony terméshozamokból származó nagyobb területigény.⁵⁴ A legelőterületek termőterületté alakításakor figyelembe kell venni az üvegház hatású gázok ma még nem megfelelően dokumentált hatalmas mértékű kibocsátását.^48,55 Hasonló kompenzációs kölcsönhatások gyaníthatók a nitrogénkimosódás, a talaj foszforkészletének kimerülése vagy a biológiai sokféleség csökkenése témájában is. Ebben az összefüggésben kedvezőbbek lehetnek a kevesebb termőterületen és kisebb intenzitású földhasználaton alapuló forgatókönyvek.

Az előnyben részesített jövőbeli lehetőségek meghatározása további elemzéseket igényelne a biofizikai elemzéseken, valamint a tervezett változásokhoz kapcsolódó alapvető és összetett gazdasági, politikai és társadalmi hatásokon túl – így például elemezni kell az étkezési módok struktúrájának változási görbéjét, a gazdálkodási gyakorlatokat, a földhasználati rendszerek cseréjét és a gazdasági hatásokat, például az emelkedő élelmiszerárakat.

Az integrált értékelési modellek lehetővé teszik a jövőbeni fejlesztések költség-haszon struktúrájának értékelését, amely gyakran az optimalizálási megközelítéseken alapul, és részletesen, ágazatspecifikusan⁵⁰ végezhető. Az ilyen megközelítési módok kiegészítéseként a jelen cikkben is alkalmazott egyszerű, átlátható és adatokon alapuló megközelítés lehetővé teszi a földhasználati rendszerben várhatóan bekövetkező változások biofizikai feltételeinek, korlátainak és hatásainak vizsgálatát, például az eredmények kontextusba helyezésével vagy a megvalósíthatóság ellenőrzésével. ⁵⁶ Mindkét kutatási terület előmozdítása előfeltétele a földhasználattal kapcsolatos kompenzációs kölcsönhatások tudományos megértésének és olyan politikai stratégiák kiválasztásának, melyek lehetővé teszik, hogy a fejlesztések belül maradjanak a Föld mint rendszer által a társadalmunk számára kijelölt biofizikai határokon.

Módszerek

Modellkeret és adatbázisok

A forgatókönyv-elemzést a BioBaM biofizikai modell segítségével végeztük el, amely a biomasszakínálat és a biomassza iránti kereslet egyensúlyát 11 világrégió szintjén, 14 biomassza-keresleti kategóriára és a megfelelő elsődleges árucikkekre számolja ki. A BioBaM az ökológiai és társadalmi-gazdasági biomasszaáramokkal és a földhasználattal konzisztens adatokon alapul, és tiszteletben tartja a termodinamikai elveket (a tömeg és az energia megmaradásának törvényét). A 2000-es év kiterjedt adatbázisait használja, amelyek konzisztens adatokat tartalmaznak az ökoszisztémák és a társadalmi-gazdasági rendszerek társadalmi-ökológiai biomasszaáramairól (ideértve például az NPP, a felhasznált és felhasználatlan termést 175 kultúrnövény esetében, a végtermékek, például az élelmiszerek és a rostanyagok fogyasztását, 11 árucikkcsoport megkülönböztetését), és összhangban van a területhasználattal kapcsolatos területi (regionális) explicit információkkal.^2,4,5,57,58 Ezeknek az adatkészleteknek egy olyan modellbe integrálásával, amely lehetővé teszi a biomassza-keresleti és -kínálati folyamatok integrációját, összeállítottuk a globális agrár-élelmezési rendszer biofizikai forgatókönyveit 2050-re, ehhez szisztematikusan ötvöztünk négyféle hozamváltozat, öt termőföld-bővítési variánst, kétféle tápanyag-összetételű állati takarmányt, öt emberi táplálkozási változatot és három különböző eredetű állati termék-variációt. A kapott 500 forgatókönyv mindegyikére vonatkozóan kiszámítottuk a globális biomassza kereslet-kínálati egyensúlyokat az opciós tér értékeléséhez. Az opciós teret a megvalósítható forgatókönyvek összegeként definiáltuk, vagyis amikor a termőföldi termények globális kínálata legalább 95%-ban megfelel a keresletnek (5% a bizonytalansági tartomány, a földterületre vonatkozó korlátokat figyelembe véve), és az állattenyésztés legeltetési intenzitása – a legeltetett vagy kaszált biomassza és a ténylegesen termelődő NPP^4,59 aránya az ökológiai küszöbérték alatt marad (legeltetési korlátok). Megbízhatóbb adatok hiányában azt feltételeztük, hogy az NPP legfeljebb 70%-át lehet legeltetni vagy kaszálni a nagy hozamú legelőterületeken, és ez az arány a termékenységgel együtt csökken 25%-ig a gyengén produktív ökoszisztémákban, például a sztyeppéken vagy fél-sivatagos területeken^2,4 (2. kiegészítő ábra), illetve olyan területeken, ahol szórványos a legeltetés.^2,4,37 Ezek a legnagyobb legeltetési intenzitások messze meghaladják a jelenlegi szintet. A megvalósíthatóságot globális szinten értékeljük, és feltételezzük, hogy a kereskedelem, kiegyensúlyozza a kereslet és a kínálat regionális különbségeit, illetve hogy semmilyen kereskedelmi korlát nem áll fenn.

A kínálati oldalon a modell kiszámítja az élelmiszerek és takarmányok potenciális mennyiségét a földterületek elérhetősége és terméshozama függvényében (a). Továbbá a következő tényezők alapján kiszámolja a legelőről származó potenciális szálastakarmány-kínálatot (b): az elérhető legeltetési területek (a termőföldföldek bővítése után fennmaradó legelők becsült mérete); az egyes területek tényleges NPP-ra vonatkozó becslései⁴; a legnagyobb elérhető legeltetési intenzitás; négy különböző legelőosztály, és a régiónkénti maximális legeltetési lehetőségek^2,4. A szántóföldi és legelőterületeket átvettük Erb és l szerzőtársaitól.^2.

A keresleti oldalon a modell kiszámítja minden egyes emberi táplálkozási módhoz az elsődleges termények iránti igényt emberi táplálékként és állati takarmányként (a) és a szálas takarmány iránti igényt a hús és tej előállításához (b, lásd alább). Tizennégy termékcsoportot különböztetünk meg, például gabonafélék, hüvelyesek, kérődzőhús és tojás. A fejenkénti élelmiszerigényt megszorozzuk a teljes népességszámmal,⁶⁰ valamint egy törttel, amivel a háztartási hulladékot vesszük figyelembe.⁶¹ A háztartások növényi táplálék iránti igényét elsődleges növényi termények iránti igénnyé alakítottuk regionális és terményspecifikus (a) terménytényezők és b) feldolgozási veszteségek, hulladékok és melléktermékek tényezői (például a liszt gyártásának árucikkegyenlege⁶²) segítségével. Az összes biomasszaadatot száraz biomasszává konvertáltuk a víztartalom-táblázatok alapján.⁵⁷

Abból indultunk ki, hogy a termények (élelmiszerek és takarmányok) és a szálas takarmány regionális hiányát a régiók közötti kereskedelem kompenzálja. A regionális nettó kereskedelem volumenét a következő módon számítottuk: minden lehetséges forgatókönyv esetében feltételeztük, hogy a termények (élelmiszer és takarmány) vagy a szálas takarmány hiányát egy régióban az a régió kompenzálja, ahol a növényi termények és szálas takarmányok feleslege a legnagyobb a hazai fogyasztás levonása után. Így bemutatunk egy biofizikai nettó kereskedelmi mérleget, amely nem foglalja magában például a gazdasági okokból fakadó kereskedelmi akadályokat. Összehasonlítható eredmények elérése érdekében a kérődzők termékeinek kereskedelmi forgalmát szálas takarmány egyenértékben fejezzük ki, vagyis annak a szálas takarmánynak a mennyiségeként, amelyre szükség lenne a hús és tejtermék regionális hiányának megszüntetéséhez.

Paraméterek és változók

Négy terméshozam-változatot számítottunk ki: HIGH, FAO, YIELDGAP és ORGANIC, minden variáns 11 terménycsoportot tartalmaz. A FAO a FAO-előrejelzés¹⁴ hozamait jelöli és kiindulási pontként szolgál. Ezek a prognózisok csak egyes termények esetében állnak rendelkezésre, alternatív adatkészletek alapján egészítettük ki őket. A HIGH variáns összhangban van a Millennium Ecosystem Assessment Global Orchestration-forgatókönyvével,⁶³ és 9%-kal van a FAO változat felett. A YIELDGAP változat feltételezi, hogy a hozamok különbözetét a lehető legkisebbre csökkentjük, ami kevésbé heterogén globális mintázatot eredményez a mezőgazdasági termelésben.⁴⁷ Az ORGANIC változat az iparosított rendszerekben alacsonyabb hozamot feltételez, és tükrözi az ökológiai gazdálkodásból eredő termésveszteségeket az általános gyakorlattal szemben.^25,64,65 Megjegyezzük, hogy ebben a változatban a kevéssé iparosodott mezőgazdasággal rendelkező régiókat nem érinti a terméscsökkentés (6. kiegészítő táblázat).

A szakirodalom és a saját felméréseink alapján öt termőföld-bővítési változatot (+0%, +11%, +22%, +40% és +70%) alakítottunk ki. Minden változat esetében azt feltételeztük, hogy a termőföld terület csak a legmagasabb termelékenységű legelőkre terjed ki. A +11%-os változat összhangban van a FAO-előrejelzéssel,¹⁴ és a 2000-es évinél 11%-kal nagyobb megművelt területet jelent. A +22% -os változatban ez az érték megduplázódik minden régióban. A +40% és +70% azt feltételezik, hogy a rendkívül termékeny legelőterületek 50, illetve 100%-át termőfölddé alakítjuk át, ami 40%-kal, illetve 70%-kal növeli a 2000. évi termőterületet. A termőterületek bővítése nagymértékben változik régiónként minden forgatókönyvben (7. kiegészítő táblázat). A termőterület kiterjesztésével arányosan a legelőterület ugyanolyan mértékben zsugorodik. Nem értékeltük az alacsony termelékenységű területek, például szavannák vagy sztyeppék, illetve a természeti területek termőfölddé alakítását, az ilyen stratégiák magas költségei (például infrastruktúra iránti igény) miatt, valamint a hasonló terméshozam elérésének nehézségei miatt.

A takarmány-összetétel és a takarmányhasznosítás arányának regionális becslései a Bouwman és szerzőtársai által készített, az 1995 és 2030 közötti időszakra vonatkozó lineáris extrapolációkon alapulnak. Az adatok két takarmánykategóriára: termény alapú takarmányra (például gabonafélék és olajpogácsa), illetve szálas takarmányra (szalma és fű) vonatkoznak. A GRAIN változat a takarmány összetételében 30%-os növekedést jelent a termény alapú takarmányokban, míg a ROUGH változat 50%-kal csökkenti a termény alapú takarmányt az összes régióban. A gabona alapú és szálas takarmány tápértékének különbségeit az ^57,66 tanulmányok adatai alapján vettük figyelembe.

Öt humán étrendet különböztettünk meg, mindegyik elegendő energiát és fehérjét biztosít. A BAU változat összhangban van a FAO¹⁴ -val, és globális átlagban 2947 kcal/fő/nap energiatartalmú étrendet jelent, nagy regionális különbségekkel. A RICH változatban 2050-ben az egy főre jutó élelmiszer-szükséglet minden régióban közelít a 2000. évi észak-amerikai élelmiszer-szükséglethez (62. hivatkozás), 3546 kcal/fő/nap értéket adva. A MEAT (csökkentett hús tartalmú étrend) a VEGETARIAN (ovo-lakto vegetáriánus) és a VEGAN (kizárólag növény alapú) étkezési változatok követték az USDA ajánlásokat,⁶⁷ a MEAT 2648 kcal/fő/nap energiabevitellel, a VEGETARIAN és a VEGAN 2636 kcal/fő/nap energiabevitellel minden régióban. Ez az érték közel áll a 2000. évi globális átlaghoz (napi 2657 kcal/fő/nap) (62. hivatkozás). Az állati termékek aránya a MEAT változatnál a táplálék 25%-a, a VEGETARIAN étrendnél 13%-a (csak tej és tojás) és 0% a VEGAN étrendben (2. kiegészítő táblázat). A MEAT változatban az állati termékek iránti igény globálisan 50%-kal nagyobb, mint a BAU változat globális átlaga, de 26–36%-kal kisebb, mint a BAU változaté Nyugat-Európában és Észak-Amerikában.

Minden emberi táplálkozási forgatókönyv esetében különböző származási helyű állati táplálékokat tételeztünk fel. A BAU változat a megfelelő regionális étrendváltozaton alapul, a FAO előrejelzései szerint. A MONOGASTRIC (nem kérődző) változat feltételezi, hogy minden állati termék nem kérődző fajból származik (ez csak a tojás a vegetáriánus étkezés esetén), míg a RUMINANT (kérődző) változatban (csak tej a vegetáriánus étkezés esetében) csak a kérődzők termékeivel számolunk.

Referenciák

Millennium Ecosystem Assessment. Ecosystems and Human Well-being: Current State and Trends 1, Island Press (2005).
Erb, K.-H. et al. A comprehensive global 5 min resolution land-use data set for the year 2000 consistent with national census data. Land Use Sci. 2, 191–224 (2007). Article
Lambin, E. F. & Meyfroidt, P. Global land use change, economic globalization, and the looming land scarcity. Natl Acad. Sci. USA 108, 3465–3472 (2011). PubMed, Article
Haberl, H. et al. Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth’s terrestrial ecosystems. Natl Acad. Sci. USA 104, 12942–12947 (2007). CAS, PubMed, Article
Krausmann, F. et al. Global human appropriation of net primary production doubled in the 20th century. Natl Acad. Sci. USA 110, 10324–10329 (2013). PubMed, Article
Ericksen, P. J., Ingram, J. S. I. & Liverman, D. M. Food security and global environmental change: emerging challenges. Sci. Policy 12, 373–377 (2009). Article
Agriculture at a crossroad. International assessment of agricultural knowledge, science and technology for development. Global Report Island Press (2009).
Foley, J. A. et al. Solutions for a cultivated planet. Nature 478, 337–342 (2011). CAS, PubMed, Article
Saugier, B., Roy, J. & Mooney, H. A. in Terrestrial Global Productivity (eds Roy J., Saugier B., Mooney H. A. 543–557Academic Press (2001).
Sloan, S., Jenkins, C. N., Joppa, L. N., Gaveau, D. L. A. & Laurance, W. F. Remaining natural vegetation in the global biodiversity hotspots. Conserv. 177, 12–24 (2014). Article
Gibbs, H. K. et al. Tropical forests were the primary sources of new agricultural land in the 1980s and 1990s. Natl Acad. Sci. USA 107, 16732–16737 (2010). PubMed, Article
Meyfroidt, P. & Lambin, E. F. Global forest transition: prospects for an end to deforestation. Rev. Environ. Resour. 36, 343–371 (2011). Article
Steffen, W. et al. Planetary boundaries: guiding human development on a changing planet. Science 347, 1259855 (2015). CAS, PubMed, Article
Alexandratos, N. & Bruinsma, J. World Agriculture: Towards 2030/2050. the 2012 Revision FAO (2012).
Popp, A. et al. Additional CO2 emissions from land use change—forest conservation as a precondition for sustainable production of second generation bioenergy. Econ. 74, 64–70 (2012). Article
Tilman, D., Balzer, C., Hill, J. & Befort, B. L. Global food demand and the sustainable intensification of agriculture. Natl Acad. Sci. USA 108, 20260–20264 (2011). PubMed, Article
Mauser, W. et al. Global biomass production potentials exceed expected future demand without the need for cropland expansion. Commun. 6, 8946 (2015). CAS, PubMed, Article
Ray, D. K., Ramankutty, N., Mueller, N. D., West, P. C. & Foley, J. A. Recent patterns of crop yield growth and stagnation. Commun. 3, 1293 (2012). CAS, PubMed, Article
Billen, G., Lassaletta, L. & Garnier, J. A vast range of opportunities for feeding the world in 2050: trade-off between diet, N contamination and international trade. Res. Lett. 10, 025001 (2015). Article
Pimentel, D., Hepperly, P., Hanson, J., Douds, D. & Seidel, R. Environmental, energetic, and economic comparisons of organic and conventional farming systems. BioScience 55, 573–582 (2005). Article
Bengtsson, J., Ahnstr\öm, J. & Weibull, A. C. The effects of organic agriculture on biodiversity and abundance: a meta-analysis. Ecology 42, 261–269 (2005)
Gattinger, A. et al. Enhanced top soil carbon stocks under organic farming. Natl Acad. Sci. USA 109, 18226–18231 (2012). PubMed, Article
Badgley, C. & Perfecto, I. Can organic agriculture feed the world? Agr. Food Syst. 22, 80–86 (2007). Article
Connor, D. J. Organic agriculture cannot feed the world. Field Crops Res. 106, 187–190 (2008). Article
de Ponti, T. & Rijk, B. van Ittersum, M. K., The crop yield gap between organic and conventional agriculture. Syst 108, 1–9 (2012). Article
Stehfest, E. et al. Climate benefits of changing diet. Change 95, 83–102 (2009). CAS, Article
Bajželj, B. et al. Importance of food-demand management for climate mitigation. Clim. Change 4, 924–929 (2014). Article
Smith, P. et al. How much land-based greenhouse gas mitigation can be achieved without compromising food security and environmental goals? Glob. Change Biol. 19, 2285–2302 (2013). Article
Havlik, P. et al. Climate change mitigation through livestock system transitions. Natl Acad. Sci. USA 111, 3709–3714 (2014). CAS, PubMed, Article
Weindl, I. et al. Livestock in a changing climate: production system transitions as an adaptation strategy for agriculture. Res. Lett. 10, 094021 (2015). Article
Popp, A. et al. Land-use protection for climate change mitigation. Clim. Change 4, 1095–1098 (2014). CAS, Article
Haberl, H. Competition for land: a sociometabolic perspective. Econ. 119, 424–431 (2015). Article
Schader, C. et al. Impacts of feeding less food-competing feedstuffs to livestock on global food system sustainability. R. Soc. Interface 12, 20150891 (2015). PubMed, Article
Eisler, M. C. et al. Agriculture: steps to sustainable livestock. Nature 507, 32–34 (2014). PubMed, Article
Ripple, W. J. et al. Ruminants, climate change and climate policy. Clim. Change 4, 2–5 (2014). CAS, Article
Lambin, E. F. et al. Estimating the world’s potentially available cropland using a bottom-up approach.. Environ. Change 23, 892–901 (2013). Article
Herrero, M. et al. Biomass use, production, feed efficiencies, and greenhouse gas emissions from global livestock systems. Natl Acad. Sci. USA 110, 20888–20893 (2013). CAS, PubMed, Article
Erb, K.-H., Haberl, H. & Plutzar, C. Dependency of global primary bioenergy crop potentials in 2050 on food systems, yields, biodiversity conservation and political stability. Energy Policy 47, 260–269 (2012). PubMed, Article
Haberl, H. et al. Global bioenergy potentials from agricultural land in 2050: sensitivity to climate change, diets and yields. Biomass Bioenergy 35, 4753–4769 (2011). PubMed, Article
Tilman, D. & Clark, M. Global diets link environmental sustainability and human health. Nature 515, 518–522 (2014). CAS, PubMed, Article
Smith, P. Delivering food security without increasing pressure on land. Food Sec. 2, 18–23 (2013). Article
Scarborough, P., Allender, S., Clarke, D., Wickramasinghe, K. & Rayner, M. Modelling the health impact of environmentally sustainable dietary scenarios in the UK. J. Clin. Nutr. 66, 710–715 (2012). CAS, PubMed, Article
World Livestock 2011. Livestock in food security. Food and Agriculture Organization of the United Nations (2011).
Parfitt, J., Barthel, M. & Macnaughton, S. Food waste within food supply chains: quantification and potential for change to 2050. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 365, 3065–3081 (2010). Article
Rosenzweig, C. et al. Assessing agricultural risks of climate change in the 21st century in a global gridded crop model intercomparison. Natl Acad. Sci. USA 111, 3268–3273 (2014). CAS, PubMed, Article
Godfray, H. C. J. et al. Food security: the challenge of feeding 9 billion people. Science 327, 812–818 (2010). CAS, PubMed, Article
Mueller, N. D. et al. Closing yield gaps through nutrient and water management. Nature 490, 254–257 (2012). CAS, PubMed, Article
Searchinger, T. D. et al. High carbon and biodiversity costs from converting Africa’s wet savannahs to cropland. Clim. Change 5, 481–486 (2015). Article
Kastner, T., Erb, K.-H. & Haberl, H. Rapid growth in agricultural trade: effects on global area efficiency and the role of management. Res. Lett. 9, 034015 (2014). Article
Müller, C. & Lotze-Campen, H. Integrating the complexity of global change pressures on land and water. Food Sec. 1, 88–93 (2012). Article
Overmars, K. P. et al. Estimating the opportunity costs of reducing carbon dioxide emissions via avoided deforestation, using integrated assessment modelling. Land Use Policy 41, 45–60 (2014). Article
Carter, S. et al. Mitigation of agricultural emissions in the tropics: comparing forest land-sparing options at the national level. Biogeosciences 12, 4809–4825 (2015). Article
Kindermann, G. et al. Global cost estimates of reducing carbon emissions through avoided deforestation. Natl Acad. Sci. USA 105, 10302–10307 (2008). PubMed, Article
Leifeld, J. et al. Organic farming gives no climate change benefit through soil carbon sequestration. Natl Acad. Sci. USA 110, E984–E984 (2013). PubMed, Article
Popp, A. et al. Land-use transition for bioenergy and climate stabilization: model comparison of drivers, impacts and interactions with other land use based mitigation options. Change 123, 495–509 (2013). Article
Rosen, R. A. IAMs and peer review. Clim. Change 5, 390–390 (2015). Article
Krausmann, F., Erb, K.-H., Gingrich, S., Lauk, C. & Haberl, H. Global patterns of socioeconomic biomass flows in the year 2000: a comprehensive assessment of supply, consumption and constraints. Econ. 65, 471–487 (2008). Article
Erb, K. H., Krausmann, F., Lucht, W. & Haberl, H. Embodied HANPP: Mapping the spatial disconnect between global biomass production and consumption. Econ. 69, 328–334 (2009). Article
Petz, K. et al. Mapping and modelling trade-offs and synergies between grazing intensity and ecosystem services in rangelands using global-scale datasets and models.. Environ. Change 29, 223–234 (2014). Article
United Nations. World Population Prospects: the 2010 revision United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2011).
Gustavsson, J., Cederberg, C., Sonesson, U., van Otterdijk, R. & Meybeck, A. Global food losses and food waste: extent, causes and prevention Food and Agriculture Organization of the United Nations (2011).
Statistical Databases. Available at: http://faostat.fao.org Accessed on 15 April 2015 .
Ecosystems and Human Well-Being: Scenarios Volume 2, Island Press (2005).
Seufert, V., Ramankutty, N. & Foley, J. A. Comparing the yields of organic and conventional agriculture. Nature 485, 229–232 (2012). CAS, PubMed, Article
von Fragstein und Niemsdorff, P. & Kristiansen, P. in Organic Agriculture. A Global Perspective eds Kristiansen P., Taji A., Reganold J. 53–82CABI (2006).
Bouwman, A. F., Van der Hoek, K. W., Eickhout, B. & Soenario, I. Exploring changes in world ruminant production systems. Syst. 84, 121–153 (2005). Article
USDA & HHS. Dietary Guidelines for Americans United States Department of Agriculture (USDA) and US Health and Human Services (HHS) (2010).

Biofizikai lehetőségeink a világ élelmezésére további erdőirtások nélkül