Határok a fenntartható élelmiszerrendszerekben

Táplálkozás és fenntartható étrend

Szerkesztette
RAKESH BHARDWAJ

Növényi Genetikai Erőforrások Nemzeti Irodája (ICAR), India

Felülvizsgálta
Jai C. Rana

Növényi Genetikai Erőforrások Nemzeti Irodája (ICAR), India

René Cerritos

Mexikó Nemzeti Autonóm Egyetem, Mexikó

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

fenntarthatóbb

  • Cikk letöltése
    • PDF letöltése
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Kiegészítő
      Anyag
  • Exportálás
    • EndNote
    • Referencia menedzser
    • Egyszerű TEXT fájl
    • BibTex
OSZD MEG

Eredeti kutatás CIKK

  • 1 Institut des Sciences de la Forêt Tempérée, Québec és Outaouais Egyetem, Ripon, QC, Kanada
  • 2 Conservation International, Arlington, VA, Egyesült Államok

Bevezetés

Az, hogy mit eszünk és hogyan állítjuk elő, meghatározza a bolygóval való legalapvetőbb kapcsolatunkat. Az elmúlt 200 évben a földművelés vált a földhasználat változásának legmeghatározóbb mozgatórugójává (Ramankutty és Foley, 1999; Steffen és mtsai, 2015). Ma a bolygó földfelszínének 37% -át és édesvízi erőforrásaink több mint kétharmadát élelmiszer-előállításra fordítják (Foley et al., 2005; Pretty et al., 2006; Dobermann és Nelson, 2013; HLPE, 2013). A mezőgazdaság a tápanyag-szennyezés (Howarth, 2008), a biológiai sokféleség csökkenése (Lenzen et al., 2012) és az üvegházhatású gázok (ÜHG) kibocsátásának vezető forrásává vált világszerte is, az üvegházhatást okozó gázok 10–20% -át és a földhasználat változásának 70% -át teszi ki. emisszió (Hosonuma et al., 2012; Smith et al., 2014; Tubiello et al., 2015). A népesség növekedésének és az egy főre jutó növekvő élelmiszer-fogyasztás két hajtóereje együttesen táplálja és folytatja az élelmiszer-keresletet és a földhasználat változását (Tilman et al., 2001). Az előrejelzések szerint a globális népesség 2050-re eléri és valószínűleg meghaladja a 9 milliárdot (ENSZ DESA, 2017), ezért a bolygó táplálásához új termelési és fogyasztási módokra van szükség.

Korlátozott számú lehetőség létezik ezen növekvő élelmiszerigények kielégítésére: a termőterület bővítése, a termelékenység növelése a jelenlegi földterületeken, a fogyasztói kereslet kezelése és/vagy az élelmiszer-veszteség csökkentése az értéklánc mentén (Foley et al., 2011; Springer és Duchin, 2014; Martin-Guay et al., 2017). Számos régióban az élelmiszerellátás további mezőgazdasági terjeszkedés útján történő növelésének képessége korlátozott (Tilman et al., 2001; Bruinsma, 2009), különösen, ha reméljük, hogy megőrizzük a többi faj élőhelyét (Dobrovolski et al., 2011). Így általánosan elfogadott, hogy az élelmiszerigénnyel való lépéstartáshoz jelentős hagyományos és/vagy fenntartható intenzitás szükséges (FAO, 2014). A hozam javítása még mindig lehetséges sok alulfinanszírozott régióban, például Afrikában és Ázsiában (IIASA/FAO, 2012), azonban tanulmányok azt sugallják, hogy még ha a jelenlegi hozamrések megszüntetésére is lenne lehetőség, nem lenne elegendő a globális étrend és a szabad föld biztosításához konverzióból (Ray és mtsai, 2013; Bajželj és mtsai, 2014; Zhao és mtsai, 2017). Bajželj et al. (2014) előrejelzése szerint a termésnövekedés legígéretesebb forgatókönyvei mellett 2050-ig 20% ​​-kal több mezőgazdasági területre lesz szükség a világ táplálásához.

A terjeszkedés korlátozása és a megművelt területek potenciális fenntartása érdekében egyre nagyobb figyelmet fordítanak az élelmiszerek kezelésének lehetőségeire igény az étrend megváltoztatásával és a pazarlás csökkentésével (Bajželj et al., 2014; Mbow és Rosenzweig, 2019). Egészen a közelmúltig a kutató- és szakpolitikai közösségek gyakran figyelmen kívül hagyták ezeket a tényezőket (Guyomard et al., 2012). Az elmúlt fél évszázad alatt számos gazdag országban kialakult az étrend. Az 1970-es évek óta az átlagos étrend az Egyesült Államokban gyorsan meghaladta az átlagos napi 2000 kcal-os ajánlásokat (Ford és Dietz, 2013), és ma már napi 2500 kcal-t is elér egyes közösségekben (Wright és Wang, 2010), az étrendben a hús és az olajok tandemben növekvő része (Rehm et al., 2016). Ez számos étrenddel kapcsolatos negatív egészségügyi eredményhez vezet az Egyesült Államokban (Lim et al., 2012; McEvoy et al., 2012; da Costa Louzada et al., 2015; Monteiro et al., 2018). Hasonlóképpen, sok feltörekvő gazdaságban (például Kínában, Brazíliában, Indiában) a jövedelem növekedésével szintén áttérnek a növényi eredetű fehérjékről az állati élelmiszerekre (Speedy, 2003). Az erőforrás-inputokat összehasonlító tanulmányok azt mutatják, hogy az állati eredetű ételek különösen erőforrás-igényesek (Eshel et al., 2014; Tilman és Clark, 2014; van Dooren et al., 2014; Heller és Keoleian, 2015; Peters et al., 2016; Tom és mtsai., 2016) az állatok alacsony energiaátalakítási hatékonysága miatt (Pimentel, 1997; Eshel és mtsai, 2014), ami megterhelést jelent a termelési rendszerek számára.

Az elmúlt évtizedekben a tanulmányok a nagyobb növényi étrend felé történő elmozdulást javasolták a jövőbeni élelmiszerigények kielégítésének eszközeként a mezőgazdasági területek növelése nélkül (pl. Pimentel, 2003; Foley et al., 2011; Bajželj et al., 2014). Az Egyesült Államokban számos tanulmány vizsgálta az étrend-összetétel megváltoztatásának az erőforrás-felhasználásra gyakorolt ​​hatásait (Heller és Keoleian, 2015; Peters et al., 2016; Tom és mtsai, 2016; Birney és mtsai, 2017; Conrad és mtsai., 2017, 2018; Blackstone et al., 2018). Összességében ezek a tanulmányok azt találták, hogy az alacsonyabb hús-étrend a föld nagyobb teherbíró képességét eredményezi (Peters et al., 2016), és hogy a jelenlegi földhasználat, ha jobban szervezett, nagyobb tömegeket támogathat jobb minőségű étrend mellett (Conrad és mtsai., 2017, 2018). Ugyanakkor számos ilyen tanulmány azt mutatja, hogy az egészségesebb - magas gyümölcs- és zöldségfélékkel rendelkező - étrendre való áttérés növelheti a mezőgazdasági vízfelhasználást, az energiafelhasználást, az üvegházhatást okozó gázok kibocsátását az Egyesült Államokban (Heller és Keoleian, 2015; Tom és mtsai, 2016; Birney et al., 2017). Ez arra enged következtetni, hogy az amerikai élelmiszer-rendszer földhasználatán túl jelentős kompromisszumok is lehetnek a környezeti dimenziókban. Nem világos azonban, hogy ezek az eredmények mennyire általánosíthatók más, eltérő élelmiszer-előállítási rendszerrel rendelkező országok számára.

Hasonlóképpen felvetődött, hogy a jelenlegi és a jövőbeni élelmiszerigény kielégíthető részben az élelmiszer-pazarlás csökkentésével (Foley et al., 2011; Bajželj et al., 2014). Az USA-ban,

Az összes megtermelt élelmiszer 30% -át az élelmiszerlánc mentén dobják el a termelőtől a fogyasztóig, ami 133 milliárd font fel nem evett élelmiszert jelent (Buzby et al., 2014). Ez megfelel 141 billió kalóriának évente (Buzby és mtsai, 2014), vagy elegendő kalóriának ahhoz, hogy további 154 millió embert tápláljon évente 2500 kcal/nap diétával. Buzby és munkatársai (2014) azt találták, hogy a legnagyobb élelmiszer-veszteség a húsban, a baromfiban, a halban (30%) és a tejtermékben (17%) volt, a leginkább erőforrás-igényes élelmiszercsoportok, valamint a jobban romlandó zöldségek (19%). . Becslések szerint az ilyen veszteségek további 1,4 kg/d CO2-egyenértéket adnak az átlagos amerikai étrend egy főre eső szénlábnyomához (Heller és Keoleian, 2015), és

Az egyén étrendjéhez kapcsolódó energiafelhasználás, kék vízhasználat, műtrágya-felhasználás és ÜHG-kibocsátás 34–35% -a (Birney et al., 2017). Így az élelmiszer-pazarlás mérsékelt csökkentése is jelentősen javíthatja az élelmiszer-előállítási rendszerek erőforrás-felhasználási hatékonyságát.

Tekintettel a tanulmányok nagy számára, időben ellentmondó ajánlásokkal, az átlagfogyasztó számára nehéz lehet meghatározni az étrend-stratégiákat a környezeti és egészségügyi célok elérése érdekében. Ehhez meg kell értenie az étrendi választásuk relatív hatásának több környezeti dimenziót. A fogyasztói döntések megalapozása érdekében ebben a cikkben megvizsgáljuk az (i) étrend-összetétel elmozdulásának a növényi eredetű élelmiszerek felé történő elmozdulásának, (ii) a kalóriabevitel 2000-ről, 2600-ról 3200 kcal/napra történő elmozdulásának relatív környezeti hatásait, és (iii) az élelmiszer-pazarlás 10, 25 és 50% -kal történő csökkentése a három amerikai étrend erőforrásigénye alapján, a 2015–2020-as étrendi útmutató az amerikaiak számára (USDHHS és USDA, 2015) szerint, a jelenlegi amerikai étrendhez képest. Szembeállítjuk az egyes étrendek hatását a földterületen, a kék víz és a foszfát felhasználása, az elsődleges energiafelhasználás, valamint az ammónia és az ÜHG kibocsátás szempontjából.

Végül 2051-re vetítjük ezeket az eredményeket, amikor az amerikai lakosság 400 millió embert fog elérni az egészséges táplálkozást biztosító táplálkozási utak azonosítása érdekében, miközben minimalizálja az új népesség támogatásához szükséges hazai földigényt (a 2051-es értékek eredményei a Supplemental Materials SM8-ban találhatók .2 és SM4 táblázat).

Anyagok és metódusok

Diétás forgatókönyvek összeállítása

A reprezentatív étrend-forgatókönyvek elkészítéséhez a 2015–2020-as étrendi irányelvek ajánlott napi beviteli értékeit (azaz adagokat) használjuk az amerikaiak számára három rendelkezésre álló étrendre: az egészséges, a mediterrán és a vegetáriánus étrendre. Az egészséges táplálkozás ajánlásokat tartalmaz a napi gyümölcs-, zöldség-, gabona-, fehérje- és zsírbevitel megfelelő egyensúlyáról, és tartalmaz mind növényi, mind állati eredetű fehérjét, különös tekintettel a szárazföldi állatfehérje-forrásokra (hús és tejtermékek). A mediterrán étrendben a gyümölcsök, zöldségek, gabonafélék és tenger gyümölcsei hasonló vagy valamivel magasabbak, de kisebb hangsúlyt fektetnek a szárazföldi állati termékekre. A vegetáriánus étrendben a húsokat és a tenger gyümölcseit felváltja a dió, a hüvelyesek és a tofu termékek nagyobb mennyiségű bevitele. Ez a három szokás az étrendet képviseli az állati fehérje bevitel csökkenő spektrumán keresztül. E három étrend-minta alapján három kalóriatartalmú (2000, 2600 és 3200 kcal/d) beviteli forgatókönyveket hozunk létre a 2015–2020-as étrendi irányelvek ajánlott beviteli értékei alapján. Ezeket a beviteli szinteket úgy választották meg, hogy reprezentálják a globálisan ajánlott bevitelt (2000 kcal/d), az átlagos bevitelt az Egyesült Államokban (2600 kcal/d) és az étrendi irányelvekben szereplő legnagyobb rendelkezésre álló bevitelt (3200 kcal/d).

Az amerikai populáció jelenlegi tényleges étrendjének ábrázolásához adatokat vonunk ki Rehm et al. (2016) a táplálékbeviteli szokásokról az amerikai felnőttek körében, amelyet 2012-ben vizsgáltak a Nemzeti Egészségügyi és Táplálkozási Vizsgálat (NHANES) (2012) felmérésében, amely megközelítőleg 2600 kcal/d étrendet jelent. Rehm és mtsai. (2016) az egyes élelmiszercsoportok összesített beviteli mennyiségeit mutatja be az amerikai lakosság keresztmetszetének étrendi visszahívási adataiból. Összesített beviteli mennyiséget használunk a mintában szereplő összes felnőtt esetében. Átlagoljuk az egyes táplálékcsoportok jelentett átlagos adagméretét, hogy a jelenlegi amerikai étrendet 2000 és 3200 kcal/d-re állítsuk elő, hogy megfeleljenek a többi étrend-mintázatnak.

Mind a jelenlegi étrend, mind az étrend forgatókönyvei szempontjából az egyes étrend összeállításához egy-egy élelmiszer elemet választottunk ki a 2015–2020-as étrendi irányelvek mindegyik élelmiszercsoportjához (pl. Gyümölcs) és alcsoportjához (azaz Zöldségfélék – sötétzöld) (1. táblázat). . Az élelmiszerelemeket az egyes élelmiszeripari csoportok növénytermesztése vagy állattenyésztési termékei alapján választották ki, a termelésre szánt legnagyobb földterülettel az Egyesült Államokban 2014-ben, a FAOSTAT nemzeti szintű adatainak felhasználásával (FAO, 2014). Ezt azért tették, hogy az ország jelenlegi földhasználatának szokásai és a várható étkezési preferenciák közötti kapcsolatokat legjobban képviseljék. Az étrend-forgatókönyvek összeállításáról további részletek (lásd: SM8.1 Kiegészítő anyagok).

Asztal 1. Adagok étkezési csoportonként az aktuális étrendhez és három javasolt étrend-minta három kalóriabevitel-szinten.

A diéta forgatókönyvek földterületének becslése

Az egyes étrendek elkészítéséhez szükséges földterület becsléséhez először kiszámoljuk az összes éves tőkekövetelményt kilogrammban/fő/év minden élelmiszer esetében a napi tényleges vagy ajánlott bevitel (g/d) arányai alapján. Ezeket az értékeket a földterületre fordítjuk úgy, hogy megszorozzuk az egy főre eső éves teljes keresletet (kg) az egyes élelmiszerek nemzeti terménytermelékenységi értékeivel (azaz termés/ha). A hús és az állati eredetű fehérjék (tojás és tejtermékek), valamint a cukrok és olajok termelékenységi értékei származnak (Davis, 2017), míg a növények termelékenységi adatait a 2014. évi FAOSTAT adatbázisból vettük ki. A termelékenységet a FAOSTAT kategóriába soroljuk. Karfiol és brokkoli ”brokkolira, mivel erről külön nem számoltak be. A tenger gyümölcseinek termeléséhez való földi hozzájárulás becsléseit a Meier és Christen (2012) takarmányának mezőgazdasági input-becsléséből vették. Megvizsgáltuk számítási keretünk érzékenységét a kiválasztott élelmiszerek iránt, úgy, hogy az egyes élelmiszerek helyébe egy másik széles körben előállított hazai élelmiszerterméket cserélünk a jelenlegi átlagos étrendben (lásd az SM1 táblázatot).

Az étrend támogatásához szükséges erőforrások jobb képviselete érdekében az Egyesült Államok kiskereskedelmi és fogyasztói szintjén elvesztett poszt-szüreti élelmiszer mennyiségét vettük figyelembe az USDA veszteségekhez igazított élelmiszer-rendelkezésre állása (LAFA) alapján. Mezőgazdasági Minisztérium Gazdasági Kutatási Szolgálat (USDA-ERS), 2016]. Ennek megvalósításához megszoroztuk az egyes élelmiszerek számított földterület-szükségletét 1+% LAFA tétel-specifikus élelmiszer-veszteség arányával. Az étkezési veszteséggel kiigazított földterület-követelményeket ezután összesítették az összes élelmiszerre, hogy megbecsülhessék a bruttó földterületet, amely egy étrenden egy éven át egy ember támogatásához szükséges. Ezeket az értékeket extrapoláljuk az Egyesült Államok 2016-os népességméretére (324 millió) és a 2051-ben várható népességméretre (400 millió), hogy megbecsüljük az étrend-forgatókönyvek teljes évenkénti teljes területét (ha/év). A 2051-ig terjedő elemzések eredményeit az SM4 táblázat mutatja.

A diéta forgatókönyvek környezeti lábnyomának becslése

Megbecsüljük az étrend forgatókönyveinek környezeti hatásait a szükséges kék víz mennyisége (m 3), az alkalmazott foszfát (kg), a felhasznált energia (GJ), valamint az ammónia (kg) és a kibocsátott üvegházhatású gázok (eCO2 tn) szempontjából is. az élelmiszereket Meier és Christen (2012) összeállított életciklus-hatásvizsgálatának (LCIA) becslései alapján állíthatja elő. Meier és Christen (2012) a bölcsőtől a boltig korlátozott LCIA segítségével kiszámítja az egyes élelmiszercsoportok 1 kg-jának előállításához szükséges erőforrás-bevitelt, beleértve a feldolgozást, a csomagolást és a szállítást is, és elsősorban a német élelmiszer-rendszer tanulmányain alapul. A Meier és a Christen LCIA-értékeit használjuk, nem pedig az egyes termékek külön LCIA-tanulmányait, mivel ezek összehasonlítható becsléseket adnak az erőforrás-felhasználás intenzitásáról hat közös környezeti mutatóban. Az étrend forgatókönyveink szerint az egyes élelmiszerek tőkeként számított éves mennyiségeit megszoroztuk az élelmiszer-specifikus LAFA-értékekkel és ezen LCIA-értékekkel, és összegeztük a diétákon belül. Ezután a szcenárió diéták összes erőforrás-bevitelét és -kimenetét szembeállítottuk a jelenlegi étrenddel, hogy szemléltessük az erőforrás-felhasználás relatív változását mind az étrend összetételével, mind a kalóriabevitel elmozdulásával kapcsolatban.

Az élelmiszer-hulladék csökkentésének hatása a kiskereskedelmi lánc mentén

A különböző étrend-összetételű és kalóriabeviteli szintek környezeti mutatóinak változásának becslése mellett megvizsgáljuk az élelmiszer-pazarlás relatív hatását a kiskereskedelmi lánc mentén a termelőtől a fogyasztóig. Minden étrend-forgatókönyvre becsüljük az étrend elkészítéséhez szükséges erőforrások változását, ha az élelmiszer-pazarlás 10% -kal, 25% -kal és 50% -kal csökkent az összes élelmiszer esetében, az USDA veszteséghez igazított élelmiszer-táblázataiban megadott értékek felhasználásával [U.S. Mezőgazdasági Minisztérium Gazdasági Kutatási Szolgálat (USDA-ERS) (2016)]. Ezeket aztán a földhasználat és az erőforrás-felhasználás szempontjából szembeállítják az étrend-összetétel és a kalóriabevitel változásával.

Eredmények

A tényleges és ajánlott étrendünk becsült energia (kcal) bevitele jól megfelelt a várható kalóriabevitelnek. A vizsgált étrendek mindegyikében az élelmiszerek energiasűrűsége, valamint az elfogyasztott vagy ajánlott mennyiségek alapján kiszámított energiafogyasztás olyan étrendeket eredményezett, amelyek 100 kcal-ra esnek a megcélzott beviteli szinttől (1. táblázat). Az egyes élelmiszercsoportokhoz kiválasztott élelmiszerek azonossága csak csekély hatást gyakorolt ​​a szárazföldi hatásokra. A jelenlegi átlagos étrendben az egyes növények és tejtermékek cseréje a második legszélesebb körben előállított élelmiszerre (és nem az elsőre) csak mintegy 4% -kal növelte a becsült földterület iránti keresletet. Az összes növény cseréje egyetlen élelmiszercsoport-kategóriába a földterület teljes lábnyomának változását eredményezte Kulcsszavak szerint: étrend összetétele, élelmiszer-pazarlás, kalóriabevitel, földhasználat, ökológiai lábnyom, fenntarthatóság

Idézet: Wood SLR, Alam M és Dupras J (2019) A fenntarthatóbb étrendek több útja: elmozdulások az étrend összetételében, a kalóriabevitelben és az élelmiszer-hulladékban. Elülső. Fenntartás. Food Syst. 3:89. doi: 10.3389/fsufs.2019.00089

Beérkezett: 2019. április 26 .; Elfogadva: 2019. szeptember 23.;
Publikálva: 2019. október 23.

Rakesh Bhardwaj, Növényi Genetikai Erőforrások Nemzeti Irodája (ICAR), India

Jai Chand Rana, Növényi Genetikai Erőforrások Nemzeti Irodája (ICAR), India
René Cerritos, Mexikó Nemzeti Autonóm Egyetem, Mexikó