Az étrend globális változásai és az élelmiszerek földigényének következményei

Szerkesztette: B. L. Turner, Arizona Állami Egyetem, Tempe, AZ, és jóváhagyta 2012. március 8-án (felülvizsgálatra érkezett 2011. október 15-én)

földkövetelmények

Absztrakt

Az egész világon a mezőgazdaság táplálja az emberi társadalmat. A nagyüzemi mezőgazdaság megjelenése óta ez a döntő tevékenység felelős az emberek legnagyobb környezeti hatásáért a természetes rendszerekre: jelenleg az emberi föld és az édesvíz felhasználásának legnagyobb aránya (1, 2), a biomassza előirányzata (3) és a globális nitrogén- és foszforciklus megváltozása (4, 5), valamint az energiafelhasználáshoz és az üvegházhatásúgáz-kibocsátáshoz való jelentős hozzájárulás (6) az élelmiszerellátáshoz kapcsolódik. A mezőgazdaságon belül a termőföldek központi és gyakran korlátozó szerepet töltenek be. Ezek a földterületek általában kiváló minőségűek, és élelmiszer- és takarmánynövények termelésével biztosítják a globális élelmiszer-ellátás oroszlánrészét: 2005-ben az összes élelmiszer-kalória több mint 90% -át, valamint az összes élelmiszer-fehérje és -zsír 80% -át a világ termőföldekből származott [ENSZ Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete (FAO), http://faostat.fao.org/].

A társadalom élelmiszerellátásához szükséges termőföld mennyisége a népesség számától, az étrend típusától és a földegységre jutó élelmiszer-kibocsátástól függ. A népesség, az étrend és az előállítási technikák az idő múlásával változnak, és nagy térbeli eltéréseket mutatnak. A társadalmi-gazdasági fejlődéssel a népesség növekedési üteme csökken (7) és megváltozik az étrend: jellemzően nő az állati fehérje, a növényi olajok, a gyümölcsök és a zöldségek fogyasztása, míg a keményítőtartalmú vágott elemek kevésbé fontosak (8). Ezek a változások a táplálékról a gazdagabb étrend felé azt jelentik, hogy az átlagos étrend termőföld iránti kereslete általában megnő (9). Ezzel szemben az új technológiák bevezetése idővel javítja a mezőgazdasági területek termelékenységét (10).

Ebben a tanulmányban értékeljük e változások integrált hatását az ember táplálásához szükséges termőföld mennyiségére a világ különböző részein 46 év alatt. Először ismertetjük az étrend, a termésmennyiség és a népesség számának legutóbbi változását, kiemelve ezen hajtóerők szubkontinensek és időbeli különbségeit, valamint azok hatását a földigény alakulására. Ezt követi egy strukturális bomlási elemzés, amelyet a három meghajtó hatásának egyenként történő számszerűsítésére végeznek. Eredményeink betekintést nyújtanak abba, hogy ezekben a mozgatórugókban várható változások hogyan befolyásolhatják a termőföld iránti keresletet globálisan és szubkontinentális szinten.

Eredmények

Az élelmiszer-ellátás globális trendjei és az élelmiszerek földigénye.

Az 1. ábra felső sorai az egy főre eső élelmiszer-ellátás (kcal/fő/nap) alakulását mutatják be a világon 1961 és 2007 között a FAOSTAT élelmiszer-mérleg adatai szerint (http://faostat.fao.org/). Az 1. ábra középső sorai azt mutatják, hogy mennyi termőföldre volt szükség ennek az élelmiszerellátásnak a biztosításához, vagyis az egy ember táplálásához szükséges földterület adott környezetben (fejenként és évben betakarított m 2 -es területen). Az 1. ábra alsó sorai az egyes régiók élelmiszerre vonatkozó teljes termőföldigényét mutatják be (Mha-ban), így a népességszám.

Az egy főre eső élelmiszerellátás (felső), az egy főre eső élelmiszerekre vonatkozó követelmények (középső) és az élelmiszerekre vonatkozó teljes termőföldigények (az alsó) alakulása globális és szubkontinentális szinten az 1961 és 2007 közötti időszakban; az értékeket 11 élelmiszer-kategória szerint mutatják be; pontos számok megtalálhatók az S1 adatkészletben.

Az élelmiszer-ellátás tekintetében globális szinten a legszembetűnőbb fejlemény az elmúlt évtizedekben az egy főre jutó átlagos kalória-rendelkezésre állás folyamatos növekedése volt (kb. 2250-ről körülbelül 2750 kcal/fő/nap). A változások aránya a különböző élelmiszer-kategóriákban eltérő volt: abszolút értékben a legnagyobb mértékben a gabonafélék, majd a növényi olajok és az állati termékek növekedtek. Relatív értelemben a gazdag étrendhez kapcsolódó élelmiszer-kategóriák magasabb arányú növekedést mutatnak (pl. Stimulánsok, növényi olajok, zöldségek, gyümölcsök és állati termékek), összehasonlítva az olyan alapvető élelmiszerekkel, amelyek lassabb relatív növekedést mutatnak (pl. Gabonafélék), vagy akár csökkenés (pl. gyökerek, gumók és hüvelyesek). A globális kép relatív fokozatos és folyamatos változásokat jelez.

A vizsgálati időszak fejleményeit tekintve az egy főre eső földigény csökkenése szinte minden szubkontinensen általános jellemző volt. Ez azt jelzi, hogy az élelmiszer-termelés világszerte területhatékonyabbá vált. A csökkenés mértéke azonban eltérő volt, és a fejlemények gyakran nemlineárisak voltak. A legerősebb relatív csökkenés Dél-Ázsiában és Kelet-Európában következett be, két olyan régióban, ahol az idősor elején nagy értékek voltak, és korlátozott étrend-változás volt. Ezzel szemben Dél-Európában és Kelet-Ázsiában alig fordult elő csökkenés, azokban a régiókban, amelyekre az étrend gyors változása jellemző. A termőföld iránti keresletet a fejlett régiókban a gazdag étrendhez kapcsolódó élelmiszer-kategóriák dominálták. Például Európában és Észak-Amerikában az állati termékek, stimulánsok, alkoholos italok és növényi olajok összege adta a földigény 75–80% -át. Kelet-, Közép- és Nyugat-Afrika legszegényebb régiói esetében e négy kategória megfelelő értéke 25% volt.

A népesség, a technológia és az étrend hozzájárulása a földigény változásához.

Az 1. ábra az étrendi változás (felső sorok), a technológiai változás (középső sorok) és a populáció növekedés (alsó sorok) hozzáadott hatásait mutatja be az élelmiszerekre vonatkozó termőföldigényekre. Számításunk felépítése lehetővé teszi számunkra, hogy számszerűsítsük e három fő hajtómű hozzájárulását. A Logarithmic Mean Divisia Index (LMDI) dekompozíciós módszert (11) alkalmaztuk, hogy ezeket a hozzájárulásokat minden régióra és három időszakra (1963–2005, 1963–1984 és 1984–2005; Módszerek) értékeljük. Az 1. táblázat a globális összérték és az összes világrégió elemzésének eredményét mutatja a legnagyobb abszolút növekedésű régiótól (Kelet-Ázsia) a legnagyobb csökkenéssel rendelkező régióig (Kelet-Európa); a relatív változásokról szóló kimutatások lehetővé tétele érdekében az élelmiszerek 2005-ös teljes termőföldigényét az 1. táblázat tartalmazza.

Az adalékanyag bomlása a népesség, az étrend és a technológia változásainak hozzájárulása alapján az élelmiszerek iránti termőföldigény általános változásaihoz

Vita

A bomlási eredmények rávilágítanak arra, hogy az étrendi változás nagyon erősen befolyásolta a földigényt Kelet-Ázsiában, egy olyan régióban, amelyet a kínai dinamika ural. Kína gazdasági fejlődése az elmúlt időszakban gyors volt, az egy főre eső jövedelem átlagos szintje több mint tízszeresére nőtt 1961-től 2007-ig (12). Számos tanulmány (13, 21) az élelmiszer-fogyasztási szokások gyors változására összpontosított ebben a növekvő gazdaságban. Általános mintát figyeltek meg: mivel a népesség növekedési üteme a társadalmi-gazdasági fejlődéssel együtt csökken, nő az egy főre jutó élelmiszer-hozzáférhetőség, és ennek következtében az átlagos fogyasztási minták jelentősen megváltoznak (13, 14). Az 1. táblázatot jobban szemügyre véve kiderül, hogy ez a minta a többi fejlődő régióban is felismerhető, bár lassabb ütemben. A legtöbb régióban a vizsgálati időszak második felében a népesség növekedésének a változó földigényhez való hozzájárulása csökkent, míg az étrendi változás hozzájárulása nőtt. Eredményeink az ellenkező irányú fejleményeket is mutatják. Kelet-Európában a kommunizmus bukása után az egy főre eső jövedelemszint csökkent (12), és az étrend változása hozzájárult az általános földigény csökkenéséhez.

Eredményeinknek messzemenő következményei vannak a jövőbeli földigény felmérésére. A globális népesség legnagyobb része a fejlődő régiókban él, amelyek valószínűleg a következő évtizedekben nagy dinamikát mutatnak a földigény mögött. Eddig az egyre növekvő népességszám volt a fő mozgatórugó az élelmezéshez szükséges földhasználat növekedése mögött. A globális népesség közeli jövőbeni stabilizálására vonatkozó előrejelzések azonban nem vezethetők át közvetlenül az élelmiszer-ellátáshoz szükséges földi erőforrásokra nehezedő nyomás stabilizálására vonatkozó előrejelzésekké. A folyamatos étrendi változás jelentős további igényeket támaszt ezekre az erőforrásokra. Például 9 milliárd ember etetése a jelenlegi nyugati technológiákkal előállított jelenlegi nyugati étrenddel azt jelenti, hogy a jelenleg használt termőterület majdnem kétszeresére van szükség.

Következtetés

A 21. században a népességszint stabilizálódásának kilátása a jövőbeni globális földhasználat stabilabb mintáinak ígéretét is megfogalmazhatja. A földigények múltbeli dinamikájának elemzése azonban azt mutatja, hogy az a társadalmi-gazdasági fejlődés, amely elősegíti a népesség növekedésének lassulását, a táplálkozás gyors változásához is kapcsolódik. Azt sugallja, hogy az élelmiszerellátáshoz kapcsolódó földforrásokra nehezedő nyomás az elkövetkező évtizedekben valószínűleg továbbra is magas marad, mivel ezek az étrendi változások a világ népességének nagy részét érintik. Végül, az élelmiszer-termelés földhasználati hatékonyságának közelmúltbeli növekedése, amint ez a tanulmány rámutatott, nagyrészt a külső ráfordítások - például műtrágyák, peszticidek, fosszilis tüzelőanyagok és öntözési infrastruktúra - felhasználásának meredek növekedésével valósult meg, amelyek mindegyike jelentős környezeti hatással bír hatásai. Az utólagos kutatásnak javítania kell keretrendszerünket azáltal, hogy következetesen időbeli trendeket ad hozzá ezekhez a bemenetekhez.

Mód

Az élelmiszerekre vonatkozó globális és regionális termőterület-követelmények felmérése az FAINTAT élelmiszer-ellátási adataival kezdődött, amelyek nemzeti/regionális összesítések és egy főre jutó értékek formájában állnak rendelkezésre (http://faostat.fao.org). Ezek az adatok azt jelzik, hogy a háztartás szintjén több mint 90 élelmiszer esetében emberi fogyasztásra rendelkezésre álló élelmiszer mennyi. Az értékeket árumérleg-modellen keresztül értékelik, és magukban foglalják a háztartási szintet és a kiskereskedelmi hulladékokat (22). Ezért nem egyenlőek a tényleges táplálékfogyasztással, de általában használják, és táplálkozási szempontból jól alkalmazhatók az országközi összehasonlításra (14). Valamennyi növényi élelmiszer esetében az élelmiszer-ellátás adatait a terméshozamok, azaz az adott növény egy egységnyi földterület átlagos hozamán keresztül a földigényhez kapcsoltuk. Ennek a kapcsolatnak a megteremtése érdekében szükség esetén az élelmiszertermékeket, például a cukrot és a növényi olajokat növényi egyenértékekké alakították át, mint például a cukornád és a megfelelő olajnövény (a részleteket és az alkalmazott tényezőket a 23. hivatkozás tartalmazza). Ebben a tanulmányban az élelmiszerekre vonatkozó termőterület-követelményeket az adott évben betakarított területként definiálják, hogy biztosítsák az ugyanazon évben uralkodó étrendet. Mivel nincsenek adatok a multicropping gyakorlatok következetes figyelembe vételére globális szinten, ezt a meghatározást kellett elfogadnunk az egyszerű összehasonlítás lehetővé tétele érdekében.

A növényi eredetű termékek földigényével összehasonlítva az állati termékek termőterület-keresletének kiszámítása újabb összetettségi szintet vezet be: ezek a földigények elsősorban a takarmánynövények hozamaitól (24) függenek, de többek között az átalakítás hatékonyságától és az állatfajoktól is. A FAOSTAT adatokat szolgáltat a növények takarmány-felhasználásáról, de ezek nem az állatfajokra jellemzőek. Megismételhető és összehasonlítható eredmények biztosítása érdekében egyenes megközelítést követtünk. Feltételeztük, hogy egy állati eredetű kalória háromszor annyi termőterületet igényel, amelyre szükség van egy átlagos növényi eredetű kalóriához ugyanabban a régióban és évben. Ez a feltételezés egy olyan számításon alapul, amely összehasonlítja a termőföldről az állattenyésztési ágazatba jutó teljes takarmány-bevitelt az összes állatállomány-kibocsátással (kalóriában; http://faostat.fao.org). Ez a számítás azt mutatta, hogy átlagosan hozzávetőlegesen három kalóriára volt szükség egy termelés egy kalóriájához, és ez idővel nem mutatott egyértelmű tendenciát. 1963-ban, 1984-ben és 2005-ben 2,8, 3,3 és 2,9 kalóriát kellett bevetni a termőföldről az állati eredetű termékek egy kalóriájához.

A FAOSTAT adatai lehetővé tették a számítások elvégzését 70 élelmiszerre, amelyek 49 növényhez köthetőek. Az eredményeket 11 kategóriába soroltuk: gabonafélék, gyökerek és gumók, hüvelyesek, fűszerek, gyümölcsök, zöldségek, cukor és cukornövények, növényi olajok és olajnövények, alkoholos italok, stimulánsok és állati termékek. A fejlesztések 17 világrégióra vonatkoznak (25). Mivel a Szovjetunió 1991-ben sok különböző nemzetre szakadt, a hivatalos adatok a kelet-európai régió területének és népességének egy részét ez év után más régiókra osztják. A következetes idősorok lehetővé tétele érdekében korrigáltuk ezt a változást a mindenkori népességarányok alapján. A volt Szovjetunió államai tehát kizárólag Kelet-Európán belül szerepelnek ebben a tanulmányban. Az 1963-as, 1984-es és 2005-ös értékek a szövegben az 5-ös átlagokra utalnak 1961-től 1965-ig, 1982-től 1984-ig, illetve 2003-tól 2007-ig. Az 1. ábra alapjául szolgáló pontos számokat az S1 adatkészlet tartalmazza referenciaként, valamint részletes információkat arról, hogy az élelmiszerek és az országok hogyan csoportosultak kategóriákba és régiókba.

A népesség, a technológia és az étrend hozzájárulása számszerűsítéséhez elvégzett bomlási elemzés az élelmiszerekre vonatkozó teljes termőföldigény alakulása során az LMDI megközelítés additív változatát használja (11). Ez a bomlási módszer lehetővé teszi a tökéletes bomlást (vagyis a figyelembe vett tényezők hozzájárulása összeadódik a teljes teljes változással), és az energia-tanulmányokban általában használják az energiafogyasztás változásának mozgatórugóinak értékelésére. A földigény változásának analóg alkalmazása egyértelmű volt; a következő identitást használtuk bemenetként a módszerhez:

Ez azt jelenti, hogy a földigényt a népességszám, a kimenő termeléshez szükséges földterület mennyiségének kalóriában (azaz a technológiai tényező) és az egy főre eső fogyasztási szint (azaz az étrendi tényező) szorzataként értékeltük. Az utóbbi két kifejezést a tanulmányban használt 11 élelmiszer-kategóriára bontották. Ez azzal a ténnyel járt, hogy a termésváltozások a különböző kategóriákban eltérőek voltak, és hogy például az állati termékek magasabb fogyasztási szintje más hatással van a földigényre, mint a gabonafélék hasonló változása.

Korlátozások és bizonytalanságok.

Köszönetnyilvánítás

Köszönjük Michael Kastnernek a bontási elemzéshez nyújtott segítséget, és elismerjük Ton Schoot Uiterkamp két névtelen játékvezető, valamint a tanulmány korábbi verzióinak szerkesztőjének éleslátását.

Lábjegyzetek

  • ↵ 1 Kinek kell címezni a levelezést. E-mail: thomas.kastneraau.at .