Zaspokojenie zapotrzebowania na żywność przy jednoczesnym poszanowaniu limitów środowiskowych
Świat stoi przed coraz większymi wyzwaniami związanymi z wyżywieniem coraz większej liczby ludzi w sposób zrównoważony i minimalnie szkodliwy dla środowiska. Liczne kryzysy, w tym postępująca zmiana klimatu oraz zanik różnorodności biologicznej, stanowią źródło dodatkowej presji na zasoby naturalne, w tym zasoby wodne i grunty rolne, a także na zależne od nich globalne systemy żywnościowe. Częścią rozwiązania tych problemów jest wykorzystanie globalnych modeli zużycia wody i użytkowania gruntów rolnych w różnych scenariuszach, jednak większość z nich analizuje każdy z tych czynników osobno. Zespół finansowanego ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych projektu SOS.aquaterra(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opracował nowatorskie podejście obejmujące zintegrowany model systemu żywnościowego, który uwzględnia oddziaływania i zależności występujące między kluczowymi zasobami wykorzystywanymi do produkcji żywności, czyli wodą, gruntami i składnikami odżywczymi. Umożliwiło to ustalenie potencjału wielu działań mających na celu zwiększenie dostępności żywności przy jednoczesnym poszanowaniu kluczowych ograniczeń naszej planety.
Zastosowanie przestrzenno-czasowych zbiorów danych, modeli agronomicznych i hydrologicznych
„W ramach projektu powstał zintegrowany model wykorzystujący otwarte zbiory danych i dane wyjściowe opracowane na podstawie istniejących globalnych modeli, który pozwala na ustalenie sposobów przejścia do bardziej zrównoważonych systemów żywnościowych”, wyjaśnia Matti Kummu, koordynator projektu z Uniwersytetu Aalto(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Modele opracowane w ramach projektu SOS.aquaterra uwzględniają wykorzystanie gruntów i wody. Biorą także pod uwagę prawidłowy obieg składników odżywczych niezbędnych dla rolnictwa (takich jak azot i fosfor) oraz utrzymanie naturalnych ekosystemów w celu zachowania różnorodności biologicznej, co ma kluczowe znaczenie dla zrównoważonej produkcji żywności. Zespół położył szczególny nacisk na multidyscyplinarne podejście uwzględniające szereg czynników społeczno-ekonomicznych oraz nauki o systemie ziemskim, tworząc kompleksowe zbiory danych, które mogą wpływać na przyszłe badania i strategie dotyczące różnych obszarów. Pomimo braku stosownych planów, zespół wprowadził „pojęcia takie jak »bezpieczna przestrzeń klimatyczna« dla rolnictwa, przyczyniając się do aktualizacji wiedzy na temat zasobów słodkiej wody na planecie. Działania te znacznie pogłębiły zrozumienie wpływu zmiany klimatu i zrównoważonej gospodarki wodnej”, dodaje Kummu. Modele opracowane w ramach projektu SOS.aquaterra pozwoliły na ilościowe określenie bezpiecznych przestrzeni operacyjnych w odniesieniu do granic planetarnych, minimalizując nieodwracalne szkody dla środowiska, w tym te wynikające z wpływu na klimat.
Wyzwania i możliwości zrównoważonego zaspokojenia zapotrzebowania na żywność
Wśród wielu znaczących osiągnięć projektu można wymienić wykazanie, w jaki sposób działalność człowieka wpłynęła na globalny obieg wody słodkiej(odnośnik otworzy się w nowym oknie), co przełożyło się na globalny kryzys wodny. Zespół projektu SOS.aquaterra stanął na czele działań mających na celu określenie granic planetarnych dotyczących zasobów słodkiej wody, co wpłynęło na najnowszą aktualizację granic planetarnych(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Ponadto naukowcy zbadali bezpieczną przestrzeń klimatyczną dla produkcji żywności, wykazując tym samym, że scenariusze zakładające wysokie emisje mogą zagrozić produkcji roślin spożywczych i hodowli zwierząt gospodarskich poza bezpiecznymi warunkami klimatycznymi(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Określiliśmy strategie efektywnego wykorzystania zasobów, badając możliwości sekwestracji dwutlenku węgla w hodowli zwierząt i zmiany w globalnej wydajności użytków zielonych”, dodaje Kummu. Zespół SOS.aquaterra zbadał także społeczno-ekonomiczne ścieżki dla zrównoważonych systemów żywnościowych i ocenił czynniki wpływające na straty i zmienność plonów. Badania te doprowadziły do publikacji kilku nowych globalnych zestawów danych, w tym dotyczących nierówności dochodów i migracji ludzi(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Proaktywność zamiast reaktywności - przewidywanie przyszłości dzięki ukierunkowanym strategiom
Kod oraz zbiory danych opracowane w ramach projektu SOS.aquaterra zostały udostępnione wszystkim zainteresowanym w modelu wolnego dostępu. Modele i zestawy danych powstałe w ramach projektu pomogą użytkownikom w dynamicznym modelowaniu oddziaływań systemów żywnościowych i przewidywaniu przyszłych wyzwań, obejmujących zarządzanie zasobami w obliczu zmiany klimatu, aby tworzyć strategie dla zrównoważonych systemów żywnościowych. „Lepsze zrozumienie zagadnienia zarządzania produkcją żywności w ramach ograniczeń środowiskowych może przekładać się na zarządzanie strategiczne i innowacyjność, a także może zapewnić realizację zrównoważonych praktyk na całym świecie w celu zapewnienia długoterminowego bezpieczeństwa żywnościowego w zmiennych warunkach”, podsumowuje Kummu. Pionierskie podejście zespołu projektu SOS.aquaterra do granic planetarnych może być rozwiązaniem pozwalającym na badanie złożonych oddziaływań systemów żywnościowych i wpływu zmiany klimatu na zasoby naturalne, przepływy składników odżywczych, różnorodność biologiczną, społeczeństwo i gospodarkę.
