The era of cheap food may be over

Posted by
Larry Elliott,
economics editor
Sunday 2 September 2012 12.39 BST
The Guardian

The era of cheap food may be over
A spike in prices caused by poor harvests and rising demand is an apt moment for the west to reassess the wisdom of biofuels

Maize on a drought-hit farm in Indiana. The US maize harvest is down by more than 100m tonnes on what was expected. Photograph: Saul Loeb/AFP/Getty Images

The last decade saw the end of cheap oil, the magic growth ingredient for the global economy after the second world war. This summer's increase in maize, wheat and soya bean prices – the third spike in the past five years – suggests the era of cheap food is also over.

Price increases in both oil and food provide textbook examples of market forces. Rapid expansion in the big emerging markets, especially China, has led to an increase in demand at a time when there have been supply constraints. For crude, these have included the war in Iraq, the embargo imposed on Iran, and the fact that some of the older fields are starting to run dry before new sources of crude are opened up.

The same demand dynamics affect food. It is not just that the world's population is rising by 1% a year. Nor is it simply that China has been growing at 9% a year on average; it is that consumers in the big developing countries have developed an appetite for higher protein western diets. Meat consumption is rising in China, India and Brazil, and since it takes 7kg of grain to produce 1kg of beef (and 4kg to produce 1kg of pork), this is adding to global demand.

Farmers have been getting more efficient, increasing the yields of land under production, but this has been offset by two negative factors: policies in the US and the EU that divert large amounts of corn for biofuels and poor harvests caused by the weather.

If the World Bank's projections are anything like accurate, further massive productivity gains from agriculture are going to be needed over the next two decades. There will be an extra 70m mouths to feed every year, which will result in a 50% increase in demand for food by 2030. Meanwhile, the amount of arable land per person will continue its long-run downward trend.

The extent of this challenge has been highlighted by the extreme drought in the US this year. Failure of the maize harvest – down by more than 100m tonnes on what was expected – has had a knock-on impact on wheat, which has not been affected by the lack of rain. Prices of both crops have jumped by $100 a tonne this summer. The latest data from the World Bank showed that food prices rose 10% between June and July and have now exceeded the previous peak in early 2011.

It will take time for these increases to have their full impact on consumers. In the short run, the cost of meat will not be affected because there is glut caused by livestock owners slaughtering their herds in order to save money on expensive feed. But by the end of the year, food will be dearer.

Central banks are unlikely to tighten policy in response to higher inflation, since the increase is seen as an external shock that will have a depressing effect on the spending power of consumers. They should not, however, assume that the spike will be a one-off, since grain stocks are at such low levels that bad harvests in 2013 would see rocketing prices, probably accompanied by panic-buying, export bans and food riots.

A recent report from Oxfam said the US should expect further severe droughts in the coming decades. "The US experienced $14bn-dollar disasters in 2011 – an historical record – including a blizzard, tornadoes, floods, a hurricane, a tropical storm, drought and heatwaves, and wildfires." The current year has already seen wildfires, a windstorm, heatwaves in much of the country and the most severe drought in half a century.

This seems to be an apt moment for the west to reassess the wisdom of biofuels. The US ethanol distilleries used 120m tonnes of maize in 2011 and there have already been calls from the United Nations Food and Agriculture Organisation for the reduced maize crop to be used for human food. There is also growing political opposition in the US to the country's Renewable Fuel Standard, which mandates 15.2bn gallons of biofuels for 2012, of which 13.4bn gallons can come from corn-based ethanol. Unsurprisingly, livestock and poultry producers have been at the forefront of calls for the mandate to be suspended.

The whole point about biofuels was that they were supposed to be a cost-free and a pain-free way for developed nations to show that they were responding to climate change. Rising crop yields meant there would be enough grain left over each year to turn into ethanol, and this would mean western consumers could do their bit to save the planet without in any way compromising their living patterns. That now looks like a highly questionable assumption.

So what happens next? A lasting solution to the food question will require either action on the demand side, action on the supply, or more likely both. The two obvious ways of limiting demand are to check population growth or to change dietary habits so that meat consumption is reduced. Neither is going to be easy to achieve.

On the supply side, the short-term response should be to find alternatives to biofuels. Longer term, the hope is that the pressures of a rising population coupled with the incentives provided by rising food prices lead to a second green revolution that will dramatically increase yields in those parts of the world – such as sub-Saharan Africa – where they are currently low. One of the few beneficial impacts of high commodity prices is that farmers will be able to afford to buy fertilisers for their land.

A recent study by Fidelity looked at some of the other recent developments to boost food supply, including precision agriculture – the use of high technology to apply the optimum amounts of seed, water and fertiliser for maximum efficiency – and a wider use of biotechnology and GM crops. The report also highlighted what is known as "fast food" from animal cells, a process by which scientists "create artificial meat by delivering an electric charge to the animal muscle cells in a mixture of amino acids, which causes the cells to multiply".

Given the predicted growth in consumption in developing countries, Fidelity says this could become an "environmentally acceptable option" as traditional meat becomes more expensive. Whether this approach is "environmentally acceptable" remains to be seen. The Fidelity report does, however, clarify one point, namely that hard choices have to be made.

The current assumption seems to be that the world can have a rising population, ever-higher per capita meat consumption, devote less land to food production to help hit climate change targets and eschew the advances in science that might increase yields. This is the stuff of fantasy. It is possible to have more intensive farming using the full range of technological breakthroughs in order to feed a bigger, meat-hungry population. Or it is possible to have lower yields from a more organic approach to feed a smaller population eating less meat. But not both.

Pendekatan servis ekosistem untuk keselamatan air dan makanan

Laporan ringkas ini boleh dimuat turun di sini
Laporan penuh boleh dimuat turun di sini

Dengan pertambahan populasi dunia sebanyak 9 billion menjelang 2050, peningkatan impak perubahan iklim dan penggunaan sumber air dan ekosistem untuk pengeluaran makanan menjadikan cabaran kepada keselamatan makanan menjadi semakin meruncing. Sistem pengeluaran pertanian perlu dikenalpasti dan diuruskan bersama dengan jaringan agroekosistem yang berpotensi untuk pelbagai kegunaan. Pendekatan ini memerlukan anjakan asas dalam perspektif dan pemahaman yang lebih mendalam kepentingan ekonomi ekosistem yang besar dan sesuai dengan perkhidmatan yang mereka sediakan. Servis ekosistem perlu digunakan dengan kaedah yang mampan bagi membantu memenuhi keperluan makanan dan air kepada manusia. Sebagai contoh, agroekosistem yang diurus dengan baik bukan sahaja menyediakan makanan, serat dan produk haiwan, mereka juga menjana perkhidmatan seperti tebatan banjir, aliran masuk air bawah tanah, kawalan hakisan dan habitat tumbuh-tumbuhan, burung, ikan dan haiwan lain. Ia juga memerlukan kerjasama antara sektor, kerana melibatkan perubahan dasar dan amalan.

Syor-syor yang disintesiskan menunjuk ke arah kelestarian masa depan yang memerlukan pendekatan bersepadu bagi menguruskan agroekosistem pelbagai guna dalam landskap atau lembangan sungai. Ekosistem ini sama ada tanah lembap atau hutan, tanah gersang atau sawah padi mewakili masa depan keselamatan makanan dan daya tahan terhadap kejutan di samping menawarkan jalan ke arah mencapai Matlamat Pembangunan Milenium (MDG) dan seterusnya ke hadapan.

Untuk berkongsi sumber terhad dan menghadkan alam sekitar kerosakan, ia adalah penting untuk menghadkan penggunaan air di masa hadapan. Laluan penting untuk pertumbuhan makanan yang mencukupi dengan air yang terhad adalah untuk meningkatkan produktiviti air di dalam kawasan pengairan dan luar pengairan, haiwan ternakan dan akuakultur; meningkatkan pengurusan air dalam kawasan luar pengairan yang berhasil rendah; perubahan corak penggunaan makanan dan (mungkin) membolehkan perdagangan air di antara negara yang kaya dan dan kawasan air yang terhad. Meningkatkan kecekapan penggunaan air bagi tanaman, ternakan dan pengeluaran akuatik, disamping mengekalkan fungsi sumber air dalam konteks peningkatan permintaan untuk makanan dan tenaga, adalah cabaran sebenar. Pertimbangan bagi pelbagai fungsi ekosistem dalam pengairan dan luar pengairan adalah penting, seperti tadbir urus air yang berkesan pada skala yang berbeza dan sesuai bagi membantu memastikan penggunaan sumber air yang mampan.

Laporan sintesis ini tidak datang secara berasingan. Ia juga merupakan satu sumbangan kepada kerja yang lebih luas UNEP dengan kerjasama Ekonomi Ekosistem dan Biodiversiti (TEEB) dan peralihan kepada rendah karbon, sumber cekap ekonomi hijau bagi mencapai matlamat pembangunan yang mampan.

Agro-perhutanan sebagai pendekatan pertanian mampan

Konsep Agro-perhutanan

Agro-perhutanan (agro-forestry) - juga disebut sebagai perhutanan-tani atau perhutani adalah suatu pendekatan bersepadu bagi pengeluaran tanaman dan pokok bukan-tanaman atau haiwan di atas sebidang tanah yang sama. Ia juga ditakrif sebagai pendekatan bersepadu menggunakan manfaat interaktif dengan menggabungkan pokok dan tumbuhan dengan tanaman dan/atau ternakan. Ia menggabungkan teknologi pertanian dan perhutanan untuk mewujudkan kepelbagaian, sistem penggunaan tanah yang produktif, menguntungkan, sihat dan mampan. Tanaman boleh ditanam bersama-sama pada masa yang sama, ditanam secara giliran, atau ditanam dalam plot berasingan dengan bahan yang digunakan turut juga berfaedah untuk manfaat yang lain. Sistem agro-perhutanan mengetengahkan kelebihan pokok untuk pelbagai kegunaan: untuk memegang tanah; untuk meningkatkan kesuburan melalui pengikatan nitrogen, atau melalui pengangkutan mineral dari tanah dan mengumpulkannya di bawah daun-daun yang jatuh, memberi teduhan dan untuk menyediakan bahan-bahan binaan, makanan dan bahan api. Dalam sistem agro-perhutanan, setiap bahagian tanah dianggap sesuai bagi penanaman tumbuh-tumbuhan.

Agro-perhutanan: tanaman betari (sorghum) ditanam di bawah pokok Faidherbia albida dan Borassus akeassii [sumber: Wikipedia]

Tanaman saka, yang ditanam sekali tetapi menghasilkan faedah bagi tempoh masa yang panjang akan diberi keutamaan. Reka bentuk sistem agro-perhutanan mengutamakan interaksi berfaedah antara tanaman, yang boleh menjadi pelindung dan mengurangkan hakisan akibat angin dan air. Menurut Pusat Agro Perhutanan Dunia, "Agro-perhutanan unik dan sesuai untuk menangani kedua-dua keperluan; untuk keselamatan makanan yang lebih baik dan peningkatan sumber untuk tenaga, serta keperluan untuk menguruskan landskap pertanian mampan untuk perkhidmatan ekosistem kritikal yang mereka sediakan". Agro-perhutanan telah diamalkan secara meluas di semua benua. Menggunakan sebanyak 10 peratus litupan pokok sebagai nilai rujukan, agro-perhutanan mempunyai kepentingan di Amerika Tengah, Amerika Selatan, dan Asia Tenggara, dan juga menduduki sejumlah besar daripada keluasan tanah di Afrika.

Terdapat pelbagai klasifikasi bagi sistem agro-perhutanan. Klasifikasi struktur ini termasuk: (komposisi, penstrataan dan dimensi tanaman); dengan klasifikasi berdasarkan penguasaan komponen (seperti pertanian, padang rumput, dan pokok-pokok); berfungsi (produktif, pelindung atau pelbagai guna); ekologi dan sosio-ekonomi. Secara amnya, walau bagaimanapun, sistem agro-perhutanan boleh dikategorikan kepada tiga jenis sistem yang luas: agrosilviculture (pokok dengan tanaman), agrisilvipasture (pokok dengan tanaman dan ternakan) dan silvopastoral (pokok dengan pastura dan ternakan).

Agro-perhutanan adalah sesuai untuk semua jenis tanah dan adalah penting terutamanya bagi pertanian lereng bukit di mana pertanian boleh menyebabkan kerugian pesat tanah. Pokok-pokok yang paling penting untuk menggabungkan ke dalam sistem agro-perhutanan adalah kekacang kerana kemampuan mereka untuk mengikat nitrogen dan membuatkannya boleh diambil oleh tumbuhan lain. Nitrogen meningkatkan kesuburan dan kualiti tanah dan boleh meningkatkan pertumbuhan tanaman. Antara kegunaan yang paling biasa pokok dalam sistem agro-perhutanan adalah:

• Lorong tanaman: menanam tanaman tahunan antara baris pokok; 
• Sempadan penanaman / pagar hidup: pokok-pokok yang ditanam di sepanjang sempadan atau garis hartanah untuk menandakan mereka; 
• Multi-strata: termasuk taman rumah dan agro perhutanan yang menyatukan pelbagai spesies yang biasa terdapat di kawasan tropika lembap seperti di Asia Tenggara; 
• Ladang pokok yang bertaburan: meningkatkan bilangan pokok, pokok renek atau tanaman saka yang berlorek (seperti kopi dan koko) yang bertaburan di kalangan tanaman atau pastura dan di sepanjang sempadan ladang.

Sebarang tanaman boleh digunakan dalam sistem agro-perhutanan. Apabila memilih tanaman, kriteria berikut diberi keutamaan:

• Potensi bagi pengeluaran; 
• Boleh digunakan untuk makanan haiwan; 
• Sudah dihasilkan/ditanam di rantau ini, sebaik-baiknya berasal dari zon setempat; 
• Mempunyai kandungan pemakanan yang baik untuk kegunaan manusia; 
• Melindungi tanah; 
• Kurang persaingan antara pokok-pokok dan tanaman.

Bagaimana Teknologi Menyumbang kepada Adaptasi Perubahan Iklim

Agro-perhutanan boleh meningkatkan daya tahan pengeluaran pertanian kepada kebolehubahan iklim semasa serta perubahan iklim jangka panjang melalui penggunaan pokok kekal untuk mempelbagaikan sistem intensifikasi dan penampan pertanian. Pokok kekal mempunyai peranan penting dalam mengurangkan kelemahan, meningkatkan daya tahan sistem perladangan dan menjadi penampan kepada pengeluaran pertanian terhadap risiko berkaitan iklim. Pokok mempunyai akar yang dalam dan rizab yang besar, dan kurang terdedah kepada bencana melampau seperti kemarau atau banjir berbanding tanaman tahunan.

Oleh itu, sistem berasaskan pokok mempunyai kelebihan untuk mengekalkan pengeluaran sepanjang tahun dalam keadaan yang lebih lembap dan kering. Kedua, pokok-pokok meningkatkan kualiti tanah dan kesuburan dengan menyumbang kepada penyimpanan air dan dengan mengurangkan tekanan air semasa hujan tahunan yang rendah. Sistem berasaskan pokok juga mempunyai kadar evapotranspirasi lebih tinggi daripada barisan tanaman atau pastura dan dengan itu dapat mengekalkan pengudaraan dalam tanah dengan cara mengepam air yang berlebihan daripada profil tanah dengan lebih cepat daripada sistem pengeluaran yang lain jika terdapat hujan atau kelembapan yang mencukupi (Martin dan Sherman, 1992).

Pokok-pokok dapat mengurangkan kesan ekstrim cuaca seperti kemarau atau hujan lebat. Sebagai contoh, gabungan rumput napier dan tanaman renek kekacang dalam kontur pagar dapat mengurangkan hakisan sehingga 70 peratus pada lereng bukit yang mempunyai kecerunan melebihi 10 peratus tanpa menjejaskan hasil jagung di tengah-tengah Kenya (Mutegi et al, 2008). Kajian juga menunjukkan bahawa komponen pokok di dalam sistem agro-perhutanan menstabilkan tanah terhadap kesan tanah runtuh dan menaikkan kadar penyusupan air (Ma et al, 2009). Sistem ini berjaya menghadkan aliran permukaan semasa musim hujan dan meningkatkan pelepasan air bawah tanah semasa musim kering. Agro perhutanan juga boleh memainkan peranan yang penting dalam meningkatkan keselamatan makanan dengan menyediakan satu cara untuk mempelbagaikan sistem pengeluaran.

Dengan mengintegrasikan pokok di ladang dan padang ragut mereka, petani mengurangkan pergantungan mereka pada tanaman ruji tunggal dan mempunyai rumput yang mencukupi untuk haiwan mereka. Sebagai contoh, jika musim kemarau memusnahkan tanaman tahunan, pokok-pokok masih akan menyediakan buah-buahan, jerami, kayu api, kayu dan produk lain yang sering mencapai nilai komersial yang tinggi. Satu kajian yang dibuat terhadap 1,000 petani dari 15 daerah di Kenya mendapati bahawa pokok buah-buahan menyumbang 18 peratus daripada hasil tanaman, dan teh dan kopi menyumbang tambahan 29 peratus daripada hasil (Place dan Wanjiku, 2006). Satu kajian lagi di Zimbabwe menyimpulkan bahawa buah-buahan memberi hasil yang lebih tinggi yang mendatangkan pulangan kepada buruh daripada pengeluaran tanaman tahunan (Mithoefer dan Waibel, 2003). Satu kajian dari Nepal menunjukkan kesan agro-perhutanan kepada kesuburan tanah dan pendapatan ladang membuktikan bahawa aplikasi agro-perhutanan memberi hampir dua kali ganda produktiviti dan pendapatan ladang.

Agro-perhutanan mempunyai potensi aplikasi yang luas dan menyediakan pelbagai kelebihan, termasuk:

• Penggunaan tanah yang maksimum dan meningkatkan kecekapan penggunaan tanah; 
• Produktiviti tanah boleh dipertingkatkan kerana pokok menyediakan foraj, kayu api dan lain-lain bahan-bahan organik yang boleh dikitar semula dan digunakan sebagai baja semulajadi; 
• Peningkatan hasil. Sebagai contoh, betari dan sekoi boleh meningkatkan sebanyak 50 hingga 100 peratus apabila ditanam secara langsung di bawah Acacia albida (FAO, 1991); 
• Agro-perhutanan menggalakkan pengeluaran sepanjang tahun dan jangka panjang; 
• Membuka peluang pekerjaan - tempoh pengeluaran yang lebih panjang memerlukan penggunaan buruh sepanjang tahun; 
• Perlindungan dan penambahbaikan tanah (terutamanya apabila tanaman kekacang dimasukkan) dan sumber air; 
• Menggalakkan kepelbagaian; 
• Menyediakan bahan-bahan pembinaan dan bahan api yang lebih murah dan lebih mudah; 
• Amalan agro-perhutanan dapat mengurangkan keperluan untuk input yang dibeli seperti baja kimia.

Air untuk Keselamatan Makanan

Kita memerlukan 5,000 liter air untuk menghasilkan satu kilogram beras, 1,500 liter air untuk satu kilogram gandum dan 15,000 liter air untuk satu kilogram daging lembu. Jumlah penggunaan air ini dinamakan Water Foot print (kadar penggunaan air) iaitu jumlah air yang digunakan untuk menghasilkan produk dalam kuantiti tertentu. Ini boleh diperolehi melalui proses Penilaian Kitar Hayat (Life Cycle Assessment - LCA). Import dan eksport produk ini akan menyebabkan tekanan terhadap permintaan air di negara pengeluar. Satu lagi fakta yang diperolehi: Tahukah anda dengan membiarkan air menitis dari paip anda akan membazir sebanyak 20 gelen air sebulan?

Rajah 1: Kadar penggunaan air (water foot print) bagi makanan terpilih

Walaupun bumi ini diliputi oleh 70 peratus air, hanya 2.75 peratus adalah air tawar, termasuk 2.05 peratus beku di dalam glasier, 0.68 peratus sebagai air bawah tanah dan 0.011 peratus daripada jumlah itu sebagai air permukaan di tasik dan sungai. Pertambahan populasi dunia menambahkan tekanan kepada persaingan guna air untuk kegunaan manusia, perindustrian dan pertanian. Air bersih dan tidak tercemar hanyalah 0.003 peratus daripada jumlah air yang boleh didapati di seluruh dunia. Satu daripada lapan penduduk dunia tidak mendapat akses kepada air yang selamat. Pengairan kepada tanaman pada hari ini mengambil 70 peratus jumlah air bersih yang ada.

Rajah 2: Kawasan pengairan dunia

Rajah 3: Taburan kawasan pengairan tanaman (juta hektar)

Dalam konteks pertumbuhan demografi, peningkatan persaingan untuk air dan perhatian yang lebih terhadap isu alam sekitar, air untuk makanan masih menjadi isu teras yang tidak lagi boleh ditangani melalui pendekatan yang sempit. Bentuk baharu pengurusan air dalam pertanian, termasuk pertanian rainfed (kawasan pertanian yang hanya mendapat bekalan air daripada hujan) dan pengairan kawasan tadahan air, pengurusan perikanan darat dan akuakultur, dan pengurusan ternakan serta padang ragut perlu diteroka dan dilaksanakan dengan cara yang komprehensif.

Petani merupakan teras utama proses perubahan dan perlu digalakkan dan dibimbing melalui insentif dan amalan tadbir urus yang sesuai, bagi memelihara ekosistem dan biodiversiti semulajadi dan meminimumkan kesan negatif mereka. Matlamat ini hanya akan dapat dicapai jika dasar yang bersesuaian digubal dan dilaksana. Institusi pengairan mesti bertindak balas terhadap keperluan petani, memastikan penghantaran air, meningkatkan ketelusan dalam pengurusan, dan pengimbangan kecekapan dan ekuiti dalam akses kepada air. Ini bukan sahaja memerlukan perubahan dalam sikap tetapi juga pelaburan dalam pemodenan infrastruktur, penyusunan semula institusi dan menaiktaraf kapasiti teknikal petani dan air.

Pada masa akan datang, permintaan untuk sistem pengeluaran pertanian yang lebih dipercayai di peringkat tempatan dan serantau dijangka terus meningkat. Malah, trend ke arah pertanian tepat dengan rantaian bekalan lebih selamat telah berlaku. Hasilnya mekanisma perlindungan pasaran domestik serta perdagangan diwujudkan. Pelaburan kepada infrastruktur pengairan dan saliran dilihat sebagai langkah jangka panjang bagi meningkatkan hasil pertanian.

Rajah 4: Pinjaman Bank Dunia kepada pembangunan infrastruktur dan indeks harga makanan global (AS$)

Pencemaran air merupakan satu masalah utama global yang memerlukan penilaian berterusan dan semakan dasar sumber air di semua peringkat. Pencemaran air merupakan ancaman serius terhadap keselamatan air dan makanan. Pencemaran air telah menyumbang kepada kematian lebih daripada 14,000 orang setiap hari. Kira-kira 700 juta penduduk India tidak mempunyai akses kepada tandas, dan 1,000 kanak-kanak India mati akibat penyakit cirit-birit setiap hari. Kira-kira 90 peratus penduduk di bandar raya China menderita daripada pencemaran air pada tahap tertentu, dan hampir 500 juta orang tidak mempunyai akses kepada air minuman yang selamat. Di samping masalah besar pencemaran air di negara-negara membangun, negara-negara maju juga terus bergelut dengan masalah pencemaran. Dalam laporan terkini terhadap kualiti air sungai di Amerika Syarikat, 45 peratus sungai, 47 peratus tasik, dan 32 peratus daripada teluk dan muara sungai telah diklasifikasikan sebagai tercemar.

Faktor perubahan iklim dan tekanan kepada sumber air - Dari segi hidrologi dan sumber air, perubahan dalam corak hujan dalam ruang dan masa (keamatan-tempoh-kekerapan) akan menjadi penentu yang paling penting bagi pertumbuhan tanaman, kerosakan tanaman dan status persekitaran akuatik. Proses hidrologi boleh dijangka menunjukkan situasi yang lebih ekstrem dan mengakibatkan perubahan serantau dalam keseimbangan air. Perubahan kemungkinan dalam hujan dan penyejatan akan diterjemahkan secara langsung kepada perubahan yang sedia ada terhadap corak defisit kelembapan tanah, aliran masuk air bawah tanah dan aliran keluar. Bagi tanaman kalendar (bermusim), kesan yang serta-merta akan dirasai oleh pertanian rainfed yang prestasi hasil dijangka turun naik kesan daripada tekanan kelembapan di kawasan yang mempunyai taburan hujan yang rendah.

Rajah 5: Min perubahan multi-model dalam: a) hujan (mm hari^-1), b) kandungan lembapan tanah (%), c) air larian (mm hari^-1), dan d) penyejatan (mm hari-1). Perubahan merupakan purata tahunan untuk senario SRES A1B, untuk tempoh 2080-2099 dibandingkan dari 1980-1999.

Di kawasan-kawasan yang mengalami peningkatan hujan dan suhu, keamatan hujan yang lebih tinggi boleh merosakkan tanaman dan menghakis tanah. Impak kepada aliran sungai, air bawah tanah, tasik dan tahap simpanan empangan dan penguncupan atau pengembangan tanah lembap akan diterjemahkan kepada ketersediaan air untuk pengeluaran bagi pengairan, akuakultur dan perkhidmatan alam sekitar termasuk perikanan dan biodiversiti. Oleh itu, cabaran yang perlu ditangani adalah untuk merangka sistem sokongan termasuk pemantauan dan ramalan dan pemerhatian yang berterusan kepada pemandu sosio-ekonomi. Sistem tersebut dapat menunjukkan kepada pembuat keputusan potensi tindakan yang dirancang untuk perancangan infrastruktur baharu bagi membantu tadbir urus dan pembangunan kapasiti di dalam pengurusan sektor air.

Pengeluaran makanan global dan keselamatan makanan global tidak berkait secara langsung. Walaupun terdapat 830 juta orang di seluruh dunia kekurangan zat, terdapat makanan yang cukup dihasilkan untuk membekalkan kalori keperluan penduduk global yang semakin berkembang. Dalam hal ini, isu keselamatan makanan adalah kebanyakannya berada dalam konteks pengeluaran tempatan, tidak global, serta beberapa faktor kritikal yang tidak dikaitkan dengan perubahan iklim.

Walau bagaimanapun, terdapat bukti terbaharu bahawa sistem pengeluaran makanan global berada pada tahap risiko kesan daripada kejutan bekalan, terutama sekali berkaitan dengan bijirin. Trend ini dikuatkan oleh perubahan iklim, di mana perdagangan dijangka meningkat akibat peralihan dalam corak pengeluaran. Kegagalan dalam pengeluaran di kawasan rainfed yang tidak dapat dibantu oleh pengeluaran kawasan pengairan menjejaskan keadaan.

Kesan perubahan pada pengeluaran makanan akan dirasai terutamanya terutama sekali dari segi kestabilan bekalan. Walaupun ketersediaan, akses dan penggunaan makanan kurang berkait secara langsung terhadap air, pendapatan daripada tanaman tunai daripada sistem pengairan mempunyai kaitan dengan ketersediaan air. Penggunaan makanan yang selamat juga berkait rapat dengan kebersihan dan penyediaan makanan turut bergantung kepada bekalan air.

Penduduk luar bandar merupakan golongan paling berisiko kesan daripada perubahan iklim. Walau bagaimanapun mereka mempunyai beberapa pilihan untuk menyesuaikan diri dengan kekurangan air selain daripada migrasi. Penghijrahan bermusim keluar sudah menjadi ciri konsisten masyarakat luar bandar sub-Sahara Afrika dan Asia Selatan di mana keselamatan makanan berada dalam situasi yang buruk. Schmidhuber dan Tubiello (2007) menyimpulkan bahawa perubahan iklim akan menyerlahkan fokus yang sedia ada terhadap krisis makanan di sub-Sahara Afrika dan Asia Selatan, sementara "kebergantungan negara membangun kepada import yang semakin meningkat."

Di samping itu, kajian terkini menunjukkan bahawa mitigasi perubahan iklim boleh membantu mengurangkan kesan negatif iklim kepada keselamatan makanan, tetapi kesan daripada tindakan tersebut akan dirasai hanya selepas tahun 2050 (Tubiello dan Fischer, 2007). Ini bermakna strategi adaptasi, tanpa mengira pelepasan bahan cemar masa depan, akan diperlukan dalam beberapa dekad akan datang untuk mengurangkan kesan jangkaan perubahan iklim.

Agroekologi dan Advokasi: Inovasi di Asia

Kenaikan harga makanan, ketidakstabilan iklim dan rusuhan makanan telah mencetuskan perubahan politik yang mendalam di seluruh dunia dan meletakkan pertanian sebagai keutamaan dalam agenda antarabangsa. Apakah jenis pertanian yang paling sesuai untuk bertindak balas kepada cabaran-cabaran tersebut, walau bagaimanapun, merupakan subjek perbezaan pendapat yang membawa kepada perdebatan yang tidak berkesudahan. Terlalu banyak perbahasan dasar semasa mengenai keselamatan makanan, perubahan iklim dan pertanian yang mengandaikan bahawa pertanian dan bioteknologi industri yang berkaitan adalah satu-satunya pilihan untuk memberi makanan kepada penduduk global yang semakin bertambah. Syarikat perniagaantani dan agrokimia telah mencipta dan menyokong imej ini melalui pengiklanan agresif, melobi dan memberi sokongan untuk institusi penyelidikan.

Alternatif sememangnya wujud. Tiga kajian kes yang dibentangkan dalam laporan ini merupakan pendekatan yang berjaya, baik dari segi teknik yang mereka telah gunakan, dan disebabkan oleh penglibatan aktif pertubuhan peladang dalam mengubah dasar-dasar yang diperlukan untuk memastikan kejayaan mereka. Sistem agroekologikal, yang bermula daripada interaksi di antara alam semula jadi dan pertanian, dan dibina di atas keutamaan dan pengetahuan tempatan tentang keadaan lokasi yang khusus, dicadangkan oleh petani, pergerakan alam sekitar dan hak asasi manusia dan penyokong di seluruh dunia. The International Assessment of Agricultural Knowledge, Science and Technology for Development (IAASTD), antara kajian-kajian lain, menyediakan asas saintifik yang kukuh kepada pendekatan ini.

Miguel Altieri, perintis dalam pembangunan agroekologi, mendefinisikan ia sebagai "aplikasi konsep dan prinsip ekologi kepada reka bentuk dan pengurusan agroekosistem mampan." Gerakan petani global La Via Campesina menggalakkan agroekologi untuk memajukan pengeluaran makanan, yang menetapkan setiap negara ada hak demokratik untuk menentukan laluannya sendiri bagi memastikan bekalan makanan stabil untuk rakyatnya di bawah syarat bahawa "memberi makan kepada dunia disamping menyejukkan planet ini" (feed the world while cooling the planet). Pelapor khas PBB mengenai hak kepada makanan menerbitkan laporan berkenaan agroekologi dan hak kepada makanan yang menasihati penderma untuk mempertimbangkan pendekatan alternatif ini dan menyokong pertubuhan peladang dalam usaha mereka untuk membina pengetahuan tempatan. Dan persatuan petani serta keluarga mereka di negara perindustrian dan membangun telah lama berjuang untuk amalan mesra alam yang diiktiraf dan disokong oleh dasar dan program kerajaan.

Walaupun gerakan ini semakin meningkat di seluruh dunia, terdapat salah faham yang berterusan bahawa pilihan ini adalah di antara teknologi "tinggi" dan "tanpa" teknologi, antara bioteknologi termaju dan pertanian sara hidup yang bergerak ke belakang. Realitinya, petani tidak hanya sebagai pengeluar, mereka merupakan pereka cipta, terutamanya apabila wujud keadaan yang sesuai untuk membina pengetahuan mereka tentang teknik-teknik khusus yang sesuai di dalam situasi masing-masing, dengan mengambil kira kekangan seperti sumber asli, keadaan tanah dan corak cuaca, dan pertimbangan sosial dan budaya.

Inovasi-inovasi ini memerlukan persekitaran dan dasar awam untuk membolehkan mereka berkembang. Di peringkat antarabangsa, dasar perdagangan harus diperbaharui untuk membolehkan negara-negara membangun melindungi pengeluaran tempatan daripada kebanjiran produk import murah. Isu ini telah dibahaskan secara meluas di Pertubuhan Perdagangan Sedunia (WTO), di mana alasan utama gagalnya Doha Round kerana terdapat beberapa negara menentang cadangan oleh G-33 untuk menguatkuasa perlindungan yang dipanggil Mekanisme Langkah-Langkah Perlindungan Khas dan Produk Khas (Special Safeguard Mechanisms and Special Products), yang akan membolehkan negara-negara untuk melindungi pengeluaran pertanian yang penting bagi keselamatan makanan, kehidupan luar bandar dan pembangunan mampan. Ketika mana pengeluaran agroekologikal akan menurunkan penggunaan input yang diimport yang diperoleh daripada bahan api fosil, dan mempunyai potensi untuk mengurangkan kos pengeluaran, ia mungkin memerlukan langkah-langkah tambahan untuk mengurangkan persaingan yang tidak adil daripada lambakan barang-barang yang diimport pada harga yang lebih rendah daripada kos pengeluaran domestik.

Program bantuan asing juga harus menyokong usaha-usaha untuk mengukuhkan sistem makanan tempatan, ekonomi luar bandar dan persekitaran semula jadi. Kini terdapat kebangkitan semula kepentingan dalam bantuan pembangunan untuk keselamatan makanan sejak berlakunya krisis 2008 makanan. Walau bagaimanapun, perhatian kepada pertanian serta pengiktirafan di bawah dasar sedia ada telah gagal seperti pembiayaan dan program baharu, yang menekankan kepada meningkatkan hasil melalui teknologi baharu "Revolusi Hijau" yang diragui - telah mengabaikan inovasi tempatan dan melemahkan ekosistem.

Ini bukannya untuk menafikan peranan bantuan asing, tetapi bantuan perlulah menumpukan kepada usaha untuk menyokong proses inovasi tempatan. Pengetahuan agroekologi secara intensif memerlukan sokongan bagi pertukaran maklumat dan platform pengetahuan di peringkat kebangsaan, serantau dan antarabangsa untuk berkongsi amalan terbaik. Pelaburan awam dalam penyelidikan pertanian dan perkhidmatan lanjutan di negara-negara membangun yang bekerja secara langsung dengan petani sebagai inovator, dan juga pembiayaan untuk pembangunan tanaman dan input asli yang mengurangkan penggunaan input yang diimport dan meningkatkan persekitaran tempatan juga boleh menjadi elemen penting yang berkesan kepada program keselamatan makanan.

Walau bagaimanapun, pada akhirnya, apa yang paling penting adalah apa yang berlaku di peringkat pelaksana; dari segi teknik-teknik pengeluaran dan usaha-usaha advokasi kebangsaan yang diperlukan untuk mewujudkan dasar yang betul dan pasaran untuk membolehkan inovasi agroekologikal berkembang. Dalam kes-kes kajian yang dijalankan, anggota Asian Farmers Association for Sustainable Development telah mendokumenkan tiga pengalaman negara yang penting ini:

• Di Kemboja, Center for Studies and Development of Cambodian Agriculture (CEDAC) and Farmer Nature Net (FNN) telah memperkenalkan kaedah tanaman Sistem Keamatan Padi (SRI), yang boleh meningkatkan hasil dan pendapatan dan pada masa yang sama mengurangkan penggunaan bahan kimia pertanian, mengekalkan pemilikan benih tempatan dan meningkatkan kesuburan tanah.
• Di Filipina, pergerakan organik tempatan muncul sebagai satu elemen penentangan terhadap rejim Marcos dan penguasaan syarikat transnasional dalam pengeluaran tempatan. Sejak itu, rangkaian pengeluar tempatan dan NGO telah berkembang untuk membangunkan piawaian organik dan menyokong perundangan yang perlu untuk menggalakkannya.
• Di Indonesia, Persatuan Peladang Beras Boyolali Organik (APPOLI) dan Perikatan Kaum Tani Indonesia (API) bergabung untuk menangani dilema utama: bagaimana untuk membuat proses pengesahan organik yang mampu dimiliki dan boleh diterima oleh petani dan pada masa yang sama memenuhi keperluan pengguna. Sistem Jaminan Penyertaan Petani dan Pengguna ditubuhkan untuk memastikan petani mendapat harga yang adil dan berpatutan, dan pengguna boleh membeli produk organik pada kos yang lebih rendah.

Kes-kes ini menggambarkan tindakan yang berkesan di peringkat tempatan dan nasional. Advokasi antarabangsa juga diperlukan, untuk mewujudkan norma-norma yang mendefinisikan pertanian mampan dan mempengaruhi keutamaan pembiayaan bagi pertanian mampan. Sidang Kemuncak Rio +20 pada tahun 2012, sebagai contoh, memberi tumpuan kepada cara terbaik untuk mentakrifkan Ekonomi Hijau, termasuk pertanian mampan. Inisiatif baru pada UNFCCC, institusi antarabangsa dan penderma kewangan, untuk menangani kesan perubahan iklim ke atas pertanian juga akan berfungsi untuk membangunkan pertanian yang paling sesuai bagi menghadapi cabaran alam sekitar untuk memberi makan penduduk bumi. sian Farmers Association dan Institute for Agriculture and Trade Policy berharap agar kajian ini akan menyumbang kepada kerjasama masyarakat peladang dan pembangunan agroekologi di seluruh dunia.

Sumber: Agroecology and Advocacy: Innovations in Asia (Institute for Agriculture and Trade Policy)

Agroekologi meningkatkan kecekapan pengeluaran pekebun kecil dan teknologi kepada adaptasi perubahan iklim

Agroekologi adalah aplikasi prinsip-prinsip ekologi di dalam pengeluaran makanan, bahan api, serat, dan farmaseutikal dan pengurusan agroekosistem. Istilah ini merangkumi pelbagai pendekatan, dan boleh dianggap sebagai "sains, pergerakan, [atau] amalan". [sumber: Wikipedia - Agroecology]

Agroekologi Meningkatkan Produktiviti Ladang Kecil

Satu artikel terkini yang diterbitkan dalam jurnal Agronomy for Sustainable Development menganalisa sebab-sebab fundamental mengapa promosi paradigma pembangunan agroekologikal berdasarkan revitalisasi ladang-ladang kecil adalah pilihan utama yang berdaya maju untuk memenuhi keperluan makanan di dunia dalam menghadapi peningkatan harga bahan api dan perubahan iklim.

Dari sudut agroekologi, sistem pertanian yang cekap untuk pekebun kecil menekankan kepelbagaian, sinergi, kitar semula dan integrasi, dan proses sosial serta nilai penglibatan dalam masyarakat dan memperkasakannya. Dalam pada itu, sistem pertanian tidak statik dan dibentuk oleh kuasa-kuasa utama seperti pertambahan penduduk dan dinamik, kuasa pasaran global, kemajuan dalam sains dan teknologi, perubahan iklim dan kebolehubahan, prinsip dan amalan agroekologikal telah membawa kepada reka bentuk semula dan pengoptimuman sistem pertanian kecil supaya mereka boleh bertindak balas secukupnya kepada kuasa-kuasa ini dan oleh itu mempunyai kemungkinan untuk terus berkembang secara mampan dalam dunia yang pesat membangun.

Banyak sistem berasaskan agroekologi yang telah berjaya dari segi meningkatkan produktiviti dan daya tahan; kebanyakannya boleh digambarkan sebagai tunggak pengurusan sistem pertanian yang mampan:

• Meningkatkan jumlah produktiviti ladang; 
• Pengurangan risiko tetap dan meningkatkan daya tahan; 
• Mempromosikan daya maju ekonomi, ekuiti sosial, dan budaya yang pelbagai; 
• Pemuliharaan sumber asli, peningkatan biodiversiti dan perkhidmatan ekosistem; 
• Mengoptimumkan kitaran semulajadi dan mengurangkan pergantungan kepada sumber-sumber yang tidak boleh diperbaharui; 
• Pencegahan kemusnahan tanah dan persekitaran umum.

Penyelidikan baharu yang muncul di seluruh dunia menunjukkan pengeluaran agroekologikal pekebun kecil memberi sumbangan besar kepada keselamatan makanan, manfaat kepada alam sekitar, kehidupan luar bandar dan juga ekonomi negara. Banyak projek-projek agroekologikal turut dijalankan oleh NGO melibatkan petani kecil menunjukkan bahawa sistem agroekologikal memberi peningkatan dalam pengeluaran diantara 50-100% dengan kaedah pengeluaran alternatif.

PBB di dalam satu laporan Agroecology and the right to food menyatakan "Bukti saintifik hari ini menunjukkan bahawa kaedah agroekologikal mengatasi prestasi pertanian yang menggunakan baja kimia dalam meningkatkan pengeluaran makanan terutamanya dalam persekitaran yang tidak menggalakkan di mana ramai orang kelaparan tinggal." Laporan ini boleh dimuat turun di sini: Special Rapporteur on the right to food, Olivier De Schutter

Agroekologi Menyediakan Teknologi Bagi Adaptasi Kepada Perubahan Iklim

Perubahan iklim akan mempunyai impak ke atas pertanian dan sejauh mana ia akan memberi kesan bergantung sebahagian besarnya kepada keupayaan pengeluar untuk bertindak balas dan menyesuaikan diri dengan keadaan iklim masa depan. Ini memerlukan usaha segera untuk membina daya tahan dan keupayaan menyesuaikan diri dalam menghadapi kelemahan yang sedia ada dan tahap ketidakpastian yang tinggi.

Pergantungan sistem makanan global kepada bahan api fosil yang menyumbang kepada pencemaran dan pemanasan global adalah merupakan satu contoh sistem yang tidak lestari. Kesan buruk yang tidak dapat dielakkan adalah kekurangan sumber dan pencemaran sisa pepejal, perubahan iklim, kehilangan biodiversiti, dan masalah pencemaran udara.

UNEP-GEF telah menerbitkan sebahagian daripada Siri Buku Panduan TNA [Technology Needs Assessment], satu buku panduan mengenai teknologi untuk penyesuaian perubahan iklim dalam sektor pertanian. Tujuannya adalah bagi menyokong negara-negara membangun untuk memilih teknologi penyesuaian dan amalan dalam sektor pertanian mereka.

Berdasarkan kajian literatur penerbitan utama, artikel jurnal, e-platform, dan pengalaman dokumentasi yang diperoleh daripada pelbagai organisasi yang bekerja di projek-projek dan program yang berkenaan dengan penyesuaian teknologi perubahan iklim dalam sektor pertanian, buku panduan ini menerangkan kepada pembuat dasar, perancang pembangunan, pakar-pakar pertanian dan pihak berkepentingan yang lain di negara-negara apa yang harus diambil kira semasa menentukan laluan pembangunan teknologi dalam bidang pertanian.

Satu set 22 teknologi penyesuaian pertanian dengan perubahan iklim kepada prinsip-prinsip agroekologi dihurai dengan lengkap dalam buku ini. Agroekologi adalah satu pendekatan yang merangkumi konsep pengeluaran mampan dan promosi biodiversiti dan oleh itu menyediakan rangka kerja yang berguna untuk mengenal pasti dan memilih teknologi penyesuaian yang sesuai untuk sektor pertanian.

Buku ini boleh dimuat turun di sini: UNDP - Technology for Climate Change Adaptation - Agriculture

Climate Resilient Sustainable Agriculture

Climate Resilient Sustainable Agriculture
Experiences from ActionAid and its partners

Dokumen ini boleh dimuat turun di sini

Dokumen ini meringkaskan pendekatan utama pertubuhan ActionAid dan teras utama pertanian lestari yang berdaya tahan terhadap iklim, dengan kajian kes dari enam negara. Climate Resilient Sustainable Agriculture adalah satu inisiatif yang telah dibangunkan oleh ActionAid, berdasarkan konsep dan amalan pertanian lestari. Ia merupakan satu usaha untuk menghadapi cabaran baharu yang timbul kesan daripada perubahan iklim dan impaknya ke atas kehidupan masyarakat yang miskin. Ia berdasarkan kajian yang mengenalpasti risiko utama yang mencabar masyarakat tempatan dalam masa terdekat, dan pelaksanaan strategi penyesuaian yang khusus bertujuan untuk mengurangkan kelemahan dan meningkatkan daya tahan sistem pengeluaran pertanian bagi pekebun kecil.

ActionAid mencadangkan pengenalan kepada cara-cara pemikiran yang baharu, bukannya mengikuti cara penyelesaian yang sedia ada. Titik permulaan cadangannya adalah untuk merekabentuk penyelesaian alternatif berdasarkan pengetahuan dan amalan masyarakat tempatan itu sendiri. Walaupun mereka tidak ada penawar kepada segala masalah, ia mengandungi kefahaman utama yang sesuai digabungkan dengan pengetahuan saintifik dan teknologi moden yang boleh membantu masyarakat merekabentuk dan menggalakkan sistem pengeluaran makanan tempatan yang lebih sesuai dengan perubahan iklim dan selari dengan konteks keperluan tempatan.

“A whole systems approach to food, feed, and fibre production that sustains the health of soils, ecosystems and people. It relies on ecological processes, biodiversity and cycles adapted to local conditions, rather than the use of inputs with adverse effects. It combines tradition, innovation and science to benefit the shared environment and promote fair relationships and a good quality of life for all involved. Inherent in this definition is the idea that sustainability must be extended not only globally but indefinitely in time and to all living organisms including humans.”

Adapted from the Ecological Definition of Sustainable Agriculture by Professor Stephen R. Gliessman and the definition of organic agriculture by the International Federation of Organic Agriculture Movements (IFOAM)

Bagaimana karbon tanah respon kepada perubahan iklim

Karbon tanah memperbaiki sifat fizikal tanah. Ia meningkatkan kapasiti pertukaran kation (CEC) dan kapasiti pegangan air bagi tanah berpasir dan menyumbang kepada kestabilan struktur tanah liat dengan membantu untuk mengikat zarah ke dalam agregat. Bahan organik tanah, yang mana sebahagian besarnya adalah karbon, memegang sebahagian besar nutrien, kation dan unsur surih yang penting untuk pertumbuhan tumbuhan. Ia menghalang larut lesap nutrien dan penting kepada asid organik yang membuat mineral tersedia untuk tumbuhan. Ia juga merupakan penampan tanah daripada perubahan dalam pH. Ia diterima secara meluas bahawa kandungan karbon tanah adalah faktor utama dalam kesihatan tanah secara keseluruhannya.

Tanah menyimpan karbon yang lebih banyak daripada atmosfera dan tumbuh-tumbuhan hidup. Tetapi saintis tidak tahu mengapa beberapa sebatian organik kekal berterusan selama berabad-abad atau bahkan beribu-ribu tahun di dalam tanah, sementara yang lain dengan cepat terurai.

Para penyelidik mencadangkan cara-cara untuk meningkatkan kemampuan untuk meramalkan bagaimana karbon tanah respons kepada perubahan iklim serta penggunaan tanah dan perubahan tumbuh-tumbuhan. Selama beberapa tahun, saintis berpendapat bahawa bahan organik berterusan di dalam tanah kerana beberapa membentuk struktur molekul yang sangat kompleks yang terlalu sukar untuk dipecahkan oleh organisma.

Walau bagaimanapun, dalam kajian yang dimuatkan dalam sebuah artikel di dalam jurnal Nature, Michael Schmidt dan rakan-rakannya dari University of Zurich menunjukkan bagaimana perkembangan terbaharu, daripada eksperimen pengimejan molekul dalam tanah bagi penguraian sebatian menunjukkan pandangan saintis selama ini salah. Sebagai contoh, bentuk-bentuk utama bahan organik di dalam tanah adalah dalam bentuk biomolekul mudah, bukannya makromolekul besar. Sisa hangus dari api mungkin membentuk molekul bersaiz besar, tetapi ia merupakan hasil daripada penguraian.

Jika struktur molekul tidak menyebabkan molekul organik untuk kekal, apakah faktor yang menjadi penyebabnya? Pasukan penyelidik berkenaan berpendapat bahawa karbon di dalam tanah adalah hasil daripada interaksi diantara bahan organik dan ekosistem tanah di sekelilingnya. Faktor-faktor lain seperti pengasingan fizikal, kitar semula, atau perlindungan molekul oleh galian atau struktur fizikal seperti agregat, atau keadaan suhu atau kelembapan yang tidak baik, semua boleh memainkan peranan dalam mengurangkan kebarangkalian bahawa molekul tersebut akan terurai.

Walaupun tanah penuh dengan bakteria (terdapat kira-kira 40 juta sel-sel dalam satu gram tanah), mereka biasanya menghuni kurang daripada satu peratus daripada jumlah yang ada, dan biasanya hidup berkelompok di "kawasan panas". Dalam beberapa situasi di mana populasi mikrob adalah jarang, contohnya dalam tanah yang dalam atau jauh dari akar, ia mungkin memerlukan masa yang panjang untuk keadaan yang sesuai untuk timbul bagi membolehkan molekul dipecahkan. Di kawasan dengan suhu sejuk, suhu beku mungkin menyekat tindakan mikrob.

Mengapa ini penting? Pada masa ini, model yang kita gunakan untuk meramal bagaimana karbon tanah global akan memberi respons kepada perubahan iklim termasuk pemahaman mekanistik yang sedikit dan sebaliknya menggunakan faktor-faktor yang mudah seperti pergantungan suhu yang menunjukkan proses penguraian sangat pantas dalam suhu yang lebih panas. Model ini menganggap bahawa suhu adalah faktor utama untuk penguraian, sedangkan faktor-faktor lain diabaikan.

Maklum balas penguraian-pemanasan meramalkan kerugian besar karbon tanah akibat pemanasan global, walaupun ada yang berpendapat pendekatan ini terlalu simplistik. Dalam pandangan jurnal Nature, saintis membuat beberapa cadangan di mana model yang digunakan perlu meramal bagaimana karbon tanah tidak hanya bertindak balas dengan iklim tetapi dengan penggunaan tanah atau perubahan tanaman.

Migrasi bena perang

Apakah faktor migrasi bena perang? Cuaca? Suhu? Arah angin? Kelembapan? Geografi?

Untuk menganalisis dan meramal penghijrahan jarak jauh serangga bena perang atau bena belakang putih, pelbagai model simulasi telah dibangunkan pada masa lalu. Pada mulanya, carta sinoptik cuaca telah digunakan untuk mencari hubungan antara migrasi dan keadaan cuaca. Selepas itu, model simulasi komputer dua dimensi telah dicadangkan untuk meramal migrasi. Walaupun model ini telah berjaya dalam ramalan penghijrahan, masih ada ruang untuk memperbaiki kualiti ramalannya. Model simulasi tiga dimensi pertama telah dibangunkan di akhir 1990-an, dan ia menunjukkan kemajuan besar dalam teknologi ramalan. Baru-baru ini sistem ramalan migrasi telah dibangunkan dengan menggunakan satu jenis model tiga dimensi Lagrandian, dan ia memberikan maklumat masa sebenar mengenai masa dan bidang migrasi yang didapati di Asia Timur. Entri ini meringkaskan analisis penghijrahan serangga bena perang menggunakan teknik simulasi dan faktor-faktor penghijrahan serangga perosak yang terkenal ini.

Bena perang; Nilaparvata lugens (Stål) dan bena belakang putih; Sogatella furcifera (Horvath) merupakan perosak utama tanaman padi di Asia. Banyak kajian dibuat ke atas penghijrahan spesies ini, terutamanya di Asia Timur, telah dijalankan dengan pelbagai kaedah yang intensif, seperti tangkapan ke atas kapal dan kapal terbang serta dalam ladang-ladang (sawah padi) dan di puncak gunung (Kisimoto 1971, Ohkubo dan Kisimoto 1971, Kisimoto 1976, Cheng et al 1979, Dung 1981, Kumpulan Kerjasama Penyelidikan Negara Terhadap Bena Perang 1981a, b). Analisis meteorologi, pemerhatian radar, dan penandaan dan uji kaji lapangan juga telah dijalankan (contohnya, Kisimoto 1976, Nanjing Agriculture College et al 1981, Rosenberg dan Magor 1983, Seino et al 1987, Watanabe dan Seino 1991, Riley et al 1991, Sogawa 1995, Turner et al 1999). Berdasarkan kajian ini, dipercayai bahawa spesis yang berhijrah untuk jarak yang jauh bermigrasi dari utara Vietnam ke China, Korea, dan Jepun dalam beberapa generasi. Perubahan sifat kepelbagaian populasi menunjukkan bahawa populasi N. lugens di Asia dikelaskan kepada tiga: Asia Timur, Asia Tenggara, dan Asia Selatan (Sogawa 1992). Populasi bena perang yang berhijrah menunjukkan sifat fisiologi yang berbeza seperti bentuk sayap, kerintangan kepada beberapa jenis racun, kerintangan kepada tanaman yang rintang kepada bena perang dan lain-lain lagi.

Di dalam entri Teori Pemilihan r/K bena perang, ada diterangkan bagaimana bena perang memilih survivalnya. Pemilihan r/K akan membentuk fisiologi bena perang untuk memilih sama ada kekal di kawasan tertentu atau berhijrah ke kawasan lain. Hasilnya evolusi yang sangat maju; bena perang boleh berevolusi membentuk sayap yang lebih panjang untuk terbang jauh, mengawal reproduksi dan membentuk kerintangan kepada racun.

Model BLAYER

Ciri-ciri model. Satu model tiga dimensi atmosfera berangka untuk migrasi bena, BLAYER, telah dibangunkan buat pertama kali oleh pasukan penyelidik antarabangsa dari New Zealand dan Korea Selatan (Turner et al 1999, Zhu et al 2000). Model ini mensimulasi aliran atmosfera dalam lapisan sempadan kurang daripada 2,200 m dari permukaan bumi. Ia adalah model hidrostatik. Ketumpatan relatif udara bena dalam setiap sel grid sebanyak 0.5 darjah (kira-kira 50 km di latitud pertengahan) dikira dengan secara langsung menyelesaikan persamaan advection-diffusion.

Hasil analisis. Keputusan simulasi menunjukkan bahawa model ini boleh menerangkan migrasi besar yang ditangkap oleh perangkap cahaya secara harian di Korea Selatan (Turner et al 1999). Model ini boleh menghasilkan semula penghijrahan pertama musim pada awal bulan Jun dan migrasi utama dari akhir bulan Jun hingga awal bulan Julai (Turner et al 1999). Kajian penting menunjukkan bahawa arah angin berubah pada tahap yang berbeza di troposfera yang lebih rendah. Apabila angin geostrophic barat daya bertiup selari dengan isobar pada tahap yang tinggi pada 850 hPa, yang sering berlaku dalam musim hujan Bai-u di Asia Timur, angin selatan akan bertiup di peringkat permukaan. Ini adalah disebabkan oleh geseran permukaan bumi yang berputar, dan fenomena ini dipanggil Spiral Ekman (Stull 1988, Ogura 1971). Oleh itu, ketinggian penerbangan bena pendatang boleh menjejaskan kawasan ketibaan mereka. Secara songsang, bena pendatang yang tiba pada ketinggian yang berbeza di atas tempat pemantauan mungkin datang dari kawasan-kawasan sumber yang berbeza. Hasil analisis ini menunjukkan bena pendatang dipengaruhi oleh tiupan angin dan ketinggian penerbangannya.

Backward trajectory analysis model (Model BTA)

Ciri-ciri model. Untuk menganggarkan kemungkinan punca penghijrahan, model untuk mengira trajektori yang kebelakang (BTA) dari laman perangkap pemantauan telah digunakan. Ini merupakan model tiga dimensi yang pertama dibangunkan oleh Otuka et al (2005a). Kaedah ini menggunakan kedua-dua model maju ramalan cuaca dan model BTA. Model ramalan cuaca, MM5, mengira faktor angin secara tiga dimensi dengan resolusi yang tinggi waktu dan ruang dan model BTA mengira trajektori kebelakang secara tiga dimensi menggunakan simulasi angin.

Dalam model BTA, kelajuan penghijrahan bena diandaikan sama seperti kelajuan angin semasa penerbangan. Persamaan model ini tidak menganggap suhu udara mempengaruhi penghijrahan. Trajektori bermula di atas tempat perangkap pada tarikh tangkapan dan tamat pada subuh atau senja, apabila N. lugens dan S. furcifera dikenal pasti untuk diambil kira (Ohkubo dan Kisimoto 1971, Lai 1982). Taburan titik terminal atas tanah menunjukkan sumber kemungkinan penghijrahan.

Hasil analisis. Migrasi merentas sempadan. Seperti mana yang dinyatakan sebelum ini, populasi bena di Asia mempunyai tiga kumpulan (Sogawa 1992). Sempadan di antara populasi Asia Timur dan Asia Tenggara terletak di antara Filipina dan Taiwan. Migrasi merentasi sempadan ini telah disiasat (Otuka et al 2005c).Tiga peristiwa penghijrahan telah mendapati penghijrahan merentas sempadan (cross boundary migration, CBM) seperti mana data N. lugens yang ditangkap di timur Taiwan dan Pulau Okinawa di barat daya Jepun. Dalam semua kes, trajektori sampai ke atas Filipina, di mana populasi N. lugens milik Asia Tenggara, mempunyai ciri penting berbeza bagi pengurusan perosak seperti kerentanan racun serangga dan bentuk sayap. Ia masih tidak diketahui berapa kerap CBM berlaku dan berapa banyak kesan ke atas populasi Asia Timur kerana pencampuran gen. Kawalan yang teliti secara berterusan adalah perlu.

Rajah 1: Migrasi merentas sempadan di antara populasi Asia Tenggara dan populasi Asia Timur. Filipina merupakan sempadan bagi dua populasi ini.

Model GEARN

Ciri-ciri model. Satu model simulasi penghijrahan, GEARN, telah dibangunkan di bawah kerjasama antara penyelidik tenaga atom dan entomologist di Jepun (Nature 2004, FURUNO et al 2005). GEARN pada asalnya adalah satu model simulasi untuk meramal penyebaran zarah radioaktif yang dibebaskan dalam kemalangan yang mungkin timbul di masa hadapan dalam loji janakuasa tenaga atom. Model ini tidak mengira ketumpatan udara secara langsung seperti BLAYER (perwakilan Euleran), tetapi menjejak langkah demi langkah posisi tiga dimensi semasa penghijarahan bena, dan menukarkan nombor (bilangan) bena dalam sel pengiraan ke dalam ketumpatan udara. Setiap bena bergerak dengan aliran udara, dan ketumpatan dikira sebagai bilangan bena dalam setiap sel.

Untuk kajian migrasi bena, tingkah laku pelbagai mereka dimodelkan secara matematik. Pertama, model ini mengkaji bena yang terbang bermula pada waktu subuh atau senja sebagai sumber. Ini berdasarkan pemerhatian bahawa N. lugens dan S. furcifera terbang ketika tempoh senja kira-kira 100lx dan mempunyai dua puncak setiap hari (Ohkubo dan Kisimoto 1971, Lai 1982). Sebanyak 34,000 serangga bermula pada sela masa yang tetap dalam masa 1 jam dari kedudukan mendatar secara rawak di kawasan berlepas seluas 50 km². Kedua, selepas berlepas, bena yang aktif akan memanjat ke atas selama satu jam pada kadar yang menegak 0.2 ms^-1. Kadar ini telah dianggarkan dalam pemerhatian radar oleh Riley et al (1991). Ketiga, serangga akan melalui arus udara advect and diffuse, tetapi mereka tidak akan melampaui had suhu 16.5°C, di mana separuh daripada N. lugens telah didapati telah menghentikan pukulan sayap dalam eksperimen penerbangan (Ohkubo 1973). Data atmosfera seperti angin, suhu, dan pekali resapan adalah output dari simulasi MM5. Semasa penerbangan, serangga terus terbang dan tidak mendarat di atas permukaan bumi, sama seperti dalam model BLAYER. Andaian ini dibuat kerana kadar pendaratan bena pendatang luar negeri tidak diketahui pada masa ini. Tempoh penerbangan ditetapkan pada 48 jam. Ketumpatan udara relatif dikira sebagai nombor serangga dalam setiap sel grid dalam pengiraan di mana-mana sela masa simulasi.

Rajah 2: Gambarajah skematik model simulasi penghijrahan GEARN. Bulatan mewakili bena. Serangga terbang ke atas selama satu jam selepas berlepas, dan bergerak dengan halaju yang sama dengan angin, dengan mengikut pergerakan udara resapan secara menegak. Garisan putus-putus menunjukkan suhu udara 16.5°C. bena melintasi tahap ini. Akhir sekali, ketumpatan udara relatif terhadap destinasi bena dikira berdasarkan bilangan serangga dalam grid sel di lapisan paling rendah kurang daripada 100 m.

Hasil analisis

Analisis CBM. Dengan menggunakan GEARN, migrasi di pelbagai negara, seperti penghijrahan dari China ke Jepun (Otuka et al 2006), dari Filipina ke China dan Taiwan (Otuka et al 2005c), dan dari utara Vietnam ke selatan China (Otuka et al 2008), telah dianalisis. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, analisis trajektori kebelakang mendedahkan bahawa CBM dari Filipina ke Asia Timur telah didapati berjaya. Jika migrasi dari Filipina ke selatan China berlaku di awal musim, April hingga Jun, generasi akan datang di selatan China boleh berhijrah ke kawasan-kawasan yang jauh utara di Timur Asia kira-kira satu bulan (atau lebih) kemudian. Memandangkan ciri serangga dalam dua populasi adalah berbeza antara satu sama lain, pencampuran gen mungkin menjadi penting bagi pengurusan perosak. Atas sebab ini, model simulasi GEARN boleh menganggarkan kemungkinan migrasi dari Filipina dari April hingga Jun di bawah beberapa corak cuaca ke atas Laut China Selatan yang menggalakkan migrasi (Otuka et al 2005c). Hasilnya menunjukkan bahawa 21 migrasi pada waktu senja atau subuh 14 hari lebih daripada 10 tahun dari 1995 hingga 2004 sampai ke selatan China. Cuaca tipikal tekanan rendah atau taufan yang terletak di Laut China Selatan, dengan angin bertiup dari Filipina ke China menggalakkan migrasi. Kawasan destinasi terutamanya Guangdong, Fujian, dan wilayah-wilayah Hainan, yang merupakan kawasan sumber migrasi dalam musim hujan Bai-u. Walaupun keputusan ini adalah keterangan mengikut keadaan untuk CBM, kita perlu berhati-hati kerana perubahan ciri serangga disebabkan oleh pencampuran gen perlu diberi perhatian.

Penghijrahan awal. Simulasi dari utara Vietnam ke selatan China telah dijalankan dengan data perangkap cahaya di utara Vietnam (Otuka di al 2008). Walaupun corak umum migrasi timur laut N. lugens telah dicadangkan pada tahun sebelum kajian (misalnya, Cheng et al 1979), data kajian konkrit seperti data perangkap cahaya harian tidak pernah dilaporkan. Baru-baru ini, selepas terjadinya wabak N. lugens di China pada tahun 2005, institusi perlindungan tumbuhan wilayah China mula mengkaji dari data perangkap cahaya khusus apabila puncak migrasi besar telah dicatatkan di wilayah mereka. Simulasi migrasi dari utara Vietnam telah dinilai dengan data perangkap cahaya. Pertama, data perangkap cahaya di utara Vietnam menunjukkan bahawa penghijrahan puncak N. lugens dan S. furcifera, yang berganda pada musim sejuk, muncul pada akhir April hingga awal Mei (Otuka di al 2008). Dengan menetapkan tarikh puncak ini sebagai tarikh bermula, simulasi penghijrahan telah dijalankan. Destinasi yang dituju ialah wilayah selatan China: Guangxi, selatan Hunan, Jiangxi, utara Guangdong, dan barat laut Fujian. Rantau ini membentuk penjuru regangan timur laut. Malah, mengikut data, puncak tangkapan migrasi muncul dalam perangkap cahaya di sepanjang pepenjuru rantau ini, yang menyokong keputusan simulasi.

Kesimpulan

Bena terbang pada suhu panas melebihi 16.5°C. Tiupan angin, ketumpatan udara, bentuk muka bumi, suhu lautan dan cuaca mempengaruhi migrasi. Namun apa yang paling penting bagi bena ialah ciri-ciri fisiologinya seperti bentuk sayap dan keupayaan untuk terbang melebihi 48 jam. Ketepatan dalam meramal migrasi amat penting. Ramalan migrasi serangga ini yang dibuat dalam tempoh 2004-2006 adalah 74% hingga 85% tepat. Migrasi antara negara membolehkan bena perang menjadi perosak utama padi hasil daripada kacukan bena tempatan dengan bena pendatang. Kacukan ini juga membolehkan generasi seterusnya untuk bermigrasi jika perlu.

Keselamatan Makanan: Berapa Banyak Untuk Cukup?

Majalah National Geographic mempunyai isu keluaran istimewa: 7 Billion: How Your World Will Change yang menggabungkan tujuh cerita yang dibuat dalam bentuk dokumentari, artikel dan infografik berkenaan dengan satu titik sejarah dunia yang telah mencapai populasi 7 billion. Maklumat lanjut di ngm.nationalgeographic.com/7-billion.

Dengan populasi dunia telah meledak ke angka 7 billion, pakar-pakar ekonomi mula bimbang dengan persoalan bagaimanakah cara untuk meningkatkan pengeluaran makanan bagi menampung jumlah penduduk dunia yang kian lapar. Pelbagai strategi digunakan seperti memperkenalkan varieti baharu, meningkatkan kecekapan ladang, melabur dalam infrastruktur di peringkat ladang dan lain-lain. Namun begitu, kita lupa bahawa dunia ini sebenarnya cukup untuk menampung keperluan manusia. Dalam entri sebelum ini, Keselamatan Makanan: Cabaran Untuk Memberi Makan 9 Billion Penduduk Dunia, salah satu strategi yang digariskan ialah mengurangkan pembaziran.

Dalam esei yang dikarang pada 1981, "Kemiskinan dan kebuluran", Amartya Sen, seorang pakar ekonomi India, berhujah bahawa kebuluran yang berlaku Bengal pada tahun 1943, dimana 3 juta orang meninggal dunia, tidak disebabkan oleh kejatuhan apa-apa yang luar biasa kepada hasil tuaian makanan dan menunjukkan makanan masih boleh dieksport dari negeri ini walaupun berjuta-juta penduduk berhadapan dengan bencana kebuluran. Beliau membuat kesimpulan bahawa sebab utama untuk kebuluran bukannya kekurangan makanan asas. Tetapi faktor lain - gaji dan upah, pengangkutan dan pengedaran, malah demokrasi.

Pada tahun 1996 Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (PBB) dan Pertanian Makanan Sedunia (FAO) menganggarkan bahawa dunia telah mengeluarkan makanan yang mencukupi untuk menyediakan setiap lelaki, wanita dan kanak-kanak dengan 2700 kalori sehari, beberapa ratus lebih kalori daripada yang difikirkan perlu (kira-kira 2,100 kalori sehari). The Lancet, satu jurnal perubatan, menganggap setiap orang memerlukan tidak lebih daripada 90 gram daging sehari. Rata-rata mereka makan lebih daripada itu. Seperti yang dikatakan oleh Abhijit Banerjee dari Massachusetts Institute of Technology (MIT), "kita hidup di dunia yang mampu memberi makan tiap-tiap orang yang tinggal di planet ini."

Sesungguhnya, dunia menghasilkan makanan lebih daripada cukup. Tetapi membenarkan semua makanan yang boleh dimakan dijadikan biofuel, dan jumlah pembaziran yang berlaku di sepanjang sistem rantaian, petani telah menghasilkan lebih daripada yang diperlukan -- lebih daripada dua kali ganda keperluan minimum pemakanan. Jika ada masalah makanan, ia tidak kelihatan seperti teknikal atau biologikal.

Jadi mengapa bimbang untuk menghasilkan lebih banyak makanan? Sebahagian daripada jawapannya ialah harga. Jika output jatuh di bawah permintaan, harga akan cenderung untuk meningkat, walaupun kalori "lebihan" dihasilkan. Itu yang berlaku pada tahun 2007-08, dan berlaku lagi sekarang. Lebih empat tahun yang lalu, harga telah menjadi lebih tidak menentu daripada sejak berdekad-dekad lamanya. Ini adalah buruk bagi petani (yang tidak tahu bagaimana dan di mana untuk melabur) dan lebih buruk untuk pengguna, terutamanya yang miskin, yang berisiko secara tiba-tiba tidak mampu untuk membeli makanan yang asas.

Satu lagi sebahagian daripada jawapannya adalah kerana adalah sukar untuk meningkatkan pengedaran dan mengurangkan kemiskinan. Dunia memang boleh membekalkan banyak kalori. Tetapi makanan tidak berada di mana ia diperlukan, dan dasar biofuel sukar untuk dialihkan. Menambah bekalan mungkin lebih mudah daripada menyelesaikan masalah pengagihan.

Tetapi ia masih akan menjadi satu tugas yang mudah. Pada satu perhitungan, untuk petani bersaing dengan pertumbuhan penduduk yang berkembang, lebih banyak gandum dan jagung perlu ditanam dalam tempoh 40 tahun akan datang daripada yang ditanam dalam tempoh 500 tahun sebelumnya. Keseimbangan di antara apa yang dimakan dan apa yang petani menghasilkan satu perkara yang penting.

Jadi bagaimana anda mengekalkan imbangan tersebut? Mulakan dengan penggunaan sisi persamaan yang dapat diramalkan dengan beberapa ketepatan. Peningkatan unjuran penduduk dunia, dari hanya di bawah 7 bilion pada awal tahun 2011 kepada lebih 9 bilion pada 2050, adalah bersamaan dengan tambahan dua negara India. Jika anda termasuk dalam 1 bilion orang yang kini akan lapar, mulut tambahan untuk diberi makan dalam tempoh 40 tahun akan datang akan menjadi tambahan tiga negara India.

Ia bukan satu tugas yang mustahil. Peningkatan penduduk dunia menjelang 2050 akan menjadi kira-kira 30%, kurang daripada 40 tahun sehingga 2010, apabila ia meningkat melebihi 80%. Penggunaan gandum, beras dan jagung meningkat sejajar dengan pertumbuhan penduduk tetapi di peringkat yang lebih tinggi, permintaan akan menambah kira-kira satu bilion tan metrik kepada 2 bilion yang dihasilkan dalam 2005-07. Ini adalah lebih kurang sama dalam tempoh 40 tahun yang lalu, apabila pengeluaran bijirin meningkat sebanyak 250%.

Kebangkitan karnivor

Tambahan pula, kadar peningkatan penduduk tinggal di bandar-bandar yang tinggi, dan memakan lebih banyak makanan terutamanya makanan yang diproses daripada kawasan lain. Mereka juga menjadi lebih kaya dan mampu membeli makanan yang lebih mahal, seperti daging. Oleh itu, permintaan daging akan terus meningkat. Pada tahun 2000, 56% daripada jumlah kalori yang digunakan di negara-negara membangun dibekalkan oleh bijirin dan 20% oleh minyak, daging, tenusu dan sayur-sayuran. Menjelang 2050, FAO memikirkan, sumbangan bijirin akan menurun kepada 46% dan daging, tenusu dan lemak akan meningkat kepada 29%. Sepadan dengan permintaan yang melambung tinggi, pengeluaran daging perlu meningkat kepada 470 juta tan pada tahun 2050, hampir dua kali ganda paras semasa. Pengeluaran kacang soya (kebanyakan yang diberi makan kepada haiwan) akan meningkat lebih dua kali ganda, kepada 515 juta tan.

Secara keseluruhan, FAO menganggap, jumlah permintaan untuk makanan akan meningkat kira-kira 70% dalam tempoh 44 tahun dari 2006 hingga 2050, lebih dua kali ganda permintaan untuk makanan bijirin. Tetapi masih kurang dari separuh peningkatan dalam pengeluaran makanan dalam tempoh 44 tahun dari 1962 hingga 2006. Oleh itu, menurut FAO, Kostas Stamoulis, menghasilkan makanan yang cukup untuk memberi makan kepada dunia dalam tempoh empat dekad yang akan datang perlu lebih mudah daripada empat dekad sebelumnya.

Meningkatkan bekalan makanan sebanyak 70% dalam tempoh 40 tahun akan datang mungkin terbukti lebih sukar daripada meningkatkan pengeluaran hasil pada kadar 150% dalam 40 tahun sebelumnya. Sebab utama: masalah dengan hasil.

Hasil tanaman - tan sehektar, busyel satu ekar atau apa sahaja adalah ukuran bagi mengukur prestasi pertanian tradisional. Apa yang terjadi ialah pertumbuhan hasil telah menjadi perlahan, dari kira-kira 3% setahun bagi tanaman ruji kepada tahun 1960-an kepada kira-kira 1% sekarang.

Revolusi Hijau merupakan masa yang luar biasa. Thomas Lumpkin, ketua CIMMYT, organisasi penyelidikan gandum dan jagung antarabangsa di bawah PBB, memikirkan bahawa petani di negara-negara membangun dapat menggandakan tuaian mereka dengan beralih kepada benih Revolusi Hijau (yang kebanyakannya telah dibangunkan di CIMMYT oleh pembiak baka tumbuhan yang paling terkenal, Norman Borlaug). Sekarang, Lumpkin menganggap teknologi semasa yang terbaik mungkin dapat meningkatkan hasil sebanyak 50% -- masih banyak, tetapi tidak menakjubkan seperti yang berlaku dalam penambahbaikan sebelum ini. "Buah-buahan yang rendah tergantung telah dipetik dan dimakan."

Revolusi Hijau memberi sumber yang banyak untuk pembiakbakaan tumbuhan, yang memberikan keputusan memberansangkan. Benih baharu membolehkan bijirin untuk menyerap baja dan air dengan lebih baik. Tetapi sekarang tidak banyak air untuk pertanian, dan penggunaan baja di beberapa tempat telah melepasi tahap tepu, jadi Revolusi Hijau yang baharu perlu menggunakan sumber-sumber yang sedia ada dengan lebih cekap. 40 tahun akan datang terpaksa dihadapi dengan kerosakan daripada perubahan iklim, di beberapa bahagian dunia boleh mengurangkan hasil sehingga satu pertiga.

Lebih membimbangkan, buat kali pertama sejak Revolusi Hijau, hasil tanaman meningkat dengan lebih perlahan daripada pertumbuhan populasi (carta bawah). Untuk lebih tepat: pertumbuhan penduduk dan permintaan untuk makanan kedua-duanya perlahan, tetapi peningkatan hasil tanaman lebih perlahan. Antara 1961 dan 1990, hasil gandum telah meningkat pada hampir 3% setahun. Dalam tempoh itu, penduduk dunia telah berkembang dengan purata 1.8% setahun. Antara tahun 1990 dan 2007 pertumbuhan penduduk menjadi perlahan kepada 1.4%, tetapi kenaikan dalam kadar hasil gandum tahunan merosot kepada 0.5%. Pertumbuhan dalam hasil padi antara kedua-dua tempoh hanya separuh. Hasil dua tanaman yang paling penting kepada manusia kini hampir mendatar.

Carta: Peratus pertumbuhan tahunan beberapa hasil bijirin utama dunia dibandingkan dengan peratus pertumbuhan populasi dunia (Sumber: FAO dan Bahagian Populasi PBB)

Ada orang yang mengatakan bahawa angka-angka ini tidaklah begitu membimbangkan. pertumbuhan penduduk semakin perlahan dan hasil tanaman, terutamanya jagung, masih meningkat pada kadar yang stabil. Dan pertumbuhan hasil mungkin tidak diperlahankan kerana teknologi pertanian telah memecahkan tembok penghalang tetapi kerana petani mengurangkan input atas sebab-sebab alam sekitar, atau kerana mereka memberi tumpuan kepada kualiti yang lebih daripada kuantiti. Malah, output ladang Amerika semakin meningkat walaupun penggunaan baja dan lain-lain input telah dikurangkan. Pembiakbaka juga akhir-akhir ini telah mengusahakan gandum untuk protein tambahan, bukan sahaja untuk hasil.

Jika ini adalah penjelasan yang betul, produktiviti keseluruhan petani masih meningkat, kerana mereka menggunakan sedikit input untuk mendapatkan output yang sama. Dan itulah apa yang sesetengah penyelidik dapati. Keith Fuglie dari Jabatan Pertanian Amerika Syarikat menganggap bahawa faktor produktiviti keseluruhan dalam dunia pertanian termasuk modal, buruh dan lain-lain input - masih meningkat pada kadar yang sihat, 1.4% setahun. Ini mencerminkan penggunaan sumber yang lebih cekap. Dan jika petani memilih untuk mengurangkan kadar hasil sekarang, mereka juga boleh memaksa mereka kembali meningkatkan semula hasil.

Walau bagaimanapun, penyelidik lain masih memikirkan produktiviti global memang perlahan, terutamanya di luar China. Menurut kajian yang menggunakan definisi yang berbeza dari Fuglie, pertumbuhan dalam produktiviti tanah jatuh lebih satu pertiga di antara 1961-1990 dan 1990-2005, dan pertumbuhan produktiviti buruh jatuh dua pertiga. Dan Fuglie berkata, walaupun produktiviti meningkat, ia perlu meningkat dengan lebih daripada keuntungan tahunan sebanyak 1.4% kepada 1.75%, difikirkan sebagai anjakan besar. Walaupun petani mungkin memilih untuk meningkatkan hasil kemudian, pilihan mereka akan bergantung sebahagiannya kepada kenaikan harga makanan lebih daripada harga input seperti baja, (pada tahun 2007-08 harga baja meningkat lebih daripada harga makanan). Ini menunjukkan petani masih mampu meningkatkan produktiviti jika harga makanan naik kerana harga output memainkan peranan yang besar terhadap keputusan petani untuk menambah pelaburan kepada input.

Dan apakah kenaikan yang perlahan dalam hasil mencerminkan sesuatu yang lebih asas, seperti had biologi dalam tumbuh-tumbuhan? Kebimbangan bukan sahaja terletak kepada hasil yang mendatar dalam bidang pertanian, tetapi juga pada amalan agronomi atau cuaca. Ia mungkin masalah dalam bidang biakbaka dimana potensi tumbuh-tumbuhan diuji. Kemungkinan ini adalah kontroversi dan banyak pembiakbaka tumbuhan menolaknya. Tetapi idea ini tidak harus diketepikan begitu sahaja.

Sempadan hasil

Revolusi Hijau hanya menumpukan sedikit usaha untuk membuat tumbuh-tumbuhan yang lebih besar: tetapi, menghasilkan hasil yang lebih tinggi dengan membolehkan lebih banyak tumbuh-tumbuhan untuk berkembang dalam ruang yang sama dan dengan meletakkan usaha yang kurang ke dalam batang dan daun tetapi lebih ke dalam buah atau bahagian yang dimakan oleh manusia. Apa yang membimbangkan, kedua-dua trend ini telah mencapai hadnya.

Bilangan tanaman jagung sehektar telah meningkat daripada kira-kira 40,000 pokok sehektar kepada 90,000 dalam setengah abad yang lalu. Pastinya akan wujud satu titik di mana tumbuh-tumbuhan tidak lagi boleh dijadikan seperti ikan sardin dalam tin dengan cara menanam terlalu rapat dan padat. Begitu juga, pada satu masa nanti tumbuh-tumbuhan akan sampai pada had tenaga yang digunakan pada benih atau buah -- benih/buah tidak lagi boleh membesar melebihi had. Dalam haiwan had biologi sudah jelas: ayam belanda yang terlalu gemuk menjadikannya tidak lagi boleh berjalan; ayam daging yang membesar begitu cepat boleh mengakibatkan pembentukan tulang tidak sempurna menyebabkan stress fracture.

Bukti-bukti sama ada tumbuh-tumbuhan telah mencapai had biologi masih lagi bercampur-campur. Dalam satu sudut lain, hasil jagung di negara-negara kaya terus meningkat, terima kasih kepada pelaburan yang besar oleh syarikat-syarikat benih. Australia baru-baru ini menunjukkan hasil kajian bijirin di India, Britain, dan Australia meningkat sebanyak kira-kira 1% setahun. Ramalan kerajaan Britain pada tahun 2009 bahawa hasil gandum akan meningkat dari 7.7 tan metrik sehektar kepada 11.4 tan pada 2025 dan 13 tan pada 2050.

Sebaliknya, ujian di stesen pembiakan gandum CIMMYT di Obregón di Mexico menunjukkan kelembapan dalam pertumbuhan hasil yang berpotensi kepada hanya 0.4% setahun. Ia juga ketara bahawa penyelidikan terkini ke atas tumbuh-tumbuhan memberi tumpuan tidak pada pengagihan semula pertumbuhan ke arah benih tetapi membuat tumbuhan secara keseluruhan menjadi lebih besar.

Kadar hasil masih boleh berkembang, tetapi lebih perlahan, dan pertumbuhan yang lebih perlahan tidak lagi boleh dipandang ringan. Persoalannya, berapa banyak yang perlu dikembangkan untuk mengikuti pertumbuhan penduduk dunia yang berkembang kira-kira 1.2% setahun?

Keselamatan Makanan: Cabaran Untuk Memberi Makan 9 Billion Penduduk Dunia

1 November 2011 - Satu titik sejarah dimana dunia telah mencapai 7 billion penduduk. Pertumbuhan penduduk dan penggunaan makanan yang berterusan bermakna permintaan global bagi makanan akan meningkat sekurang-kurangnya 40 tahun lagi dengan unjuran jumlah penduduk dunia akan mencecah angka 9 billion pada tahun 2050. Persaingan yang semakin meningkat bagi tanah, air, dan tenaga, di samping eksploitasi berlebihan terhadap sumber perikanan, akan menjejaskan kemampuan kita untuk menghasilkan makanan, serta keperluan segera untuk mengurangkan kesan sistem makanan terhadap alam sekitar. Kesan perubahan iklim merupakan ancaman lanjut. Tetapi dunia boleh menghasilkan lebih banyak makanan dan dapat memastikan bahawa ia digunakan dengan lebih cekap dan saksama. Strategi global yang pelbagai dan berkaitan diperlukan untuk memastikan keselamatan makanan yang mampan dan saksama.

Setengah abad yang lalu telah menyaksikan pertumbuhan yang ketara dalam pengeluaran makanan, membolehkan penurunan dramatik dalam bahagian penduduk dunia yang lapar, walaupun jumlah penduduk dunia meningkat dua kali ganda. Walau bagaimanapun, lebih daripada satu dalam tujuh orang hari ini masih tidak mempunyai akses kepada protein dan tenaga yang mencukupi daripada diet mereka, dan menderita daripada kekurangan mikronutrien. Dunia kini menghadapi satu set baharu cabaran yang bersilang (intersecting challenges). Penduduk global akan terus berkembang, dan ia mungkin mencapai kemuncak pada kira-kira 9 bilion orang menjelang pertengahan abad ini. Kaitan utama dalam pertumbuhan penduduk ialah bertambahnya kekayaan, dan dengan kuasa membeli yang lebih tinggi menjadikan penggunaan yang lebih tinggi dan permintaan yang lebih besar untuk makanan yang diproses, daging, produk tenusu, dan ikan, yang sekaligus menambah tekanan kepada sistem bekalan makanan. Pada masa yang sama, pengeluar makanan mengalami persaingan yang lebih hebat bagi sumber tanah, air, dan tenaga, dan keperluan untuk membendung banyak kesan negatif pengeluaran makanan terhadap alam sekitar menjadi semakin jelas. Semua isu-isu ini adalah ancaman kesan perubahan iklim yang besar dan kebimbangan tentang bagaimana langkah-langkah mitigasi dan adaptasi boleh menjejaskan sistem makanan.

Rajah 1: Pengeluaran global tanaman dan haiwan relatif sejak 1961 (apabila pengeluaran relatif berskala 1 pada tahun 1961). (A) jenis tanaman utama dan (B) jenis ternakan utama. Sumber: FAOSTAT, http://faostat.fao.org/default.aspx (2009).

Cabaran yang dihadapi dunia meningkat tiga kali ganda. Permintaan yang pesat untuk makanan daripada populasi yang lebih besar dan lebih mewah; dengan cara yang mampan untuk alam sekitar dan sosial; dan memastikan bahawa orang paling miskin di dunia tidak lagi lapar. Cabaran ini memerlukan perubahan dalam cara makanan dikeluarkan, disimpan, diproses, diedarkan, dan akses yang sama radikal seperti yang berlaku semasa Revolusi Perindustrian dan Pertanian abad ke-18 dan ke-19 dan Revolusi Hijau abad ke-20. Peningkatan dalam pengeluaran akan mempunyai peranan yang penting untuk dimainkan, tetapi akan dikekang oleh sumber-sumber yang terhad yang disediakan oleh tanah, lautan, dan atmosfera.

Corak harga makanan global merupakan penunjuk trend dalam ketersediaan makanan, sekurang-kurangnya untuk mereka yang mampu dan mempunyai akses kepada pasaran dunia. Lebih dari satu abad yang lalu, harga makanan kasar secara umumnya telah jatuh, menjadi stabil dalam tiga dekad yang lalu tetapi meningkat secara mendadak disebabkan oleh krisis minyak tahun 1970-an. Pada pertengahan tahun 2008, terdapat peningkatan pesat yang tidak dijangka kepada harga makanan, punca yang masih dibahaskan, yang kemudiannya diketepikan kerana ekonomi dunia masuk ke dalam zaman kemelesetan. Walau bagaimanapun, ramai (bukan semua) pengulas telah meramalkan bahawa ini menandakan kemuncak bagi tempoh dan harga makanan yang lebih tidak menentu yang didorong terutamanya oleh permintaan yang meningkat daripada negara-negara membangun, serta persaingan untuk sumber-sumber dari pengeluaran biofuel generasi pertama. Harga makanan yang meningkat akan merangsang pelaburan yang lebih besar dalam pengeluaran makanan, tetapi kepentingan kritikal bagi keperluan makanan manusia dan juga untuk kestabilan sosial dan politik menjadikan ia berkemungkinan bahawa kerajaan dan pertubuhan-pertubuhan lain akan mahu untuk menggalakkan pengeluaran makanan yang didorong oleh mekanisme pasaran yang mudah. Sifat jangka panjang pulangan ke atas pelaburan bagi pelbagai aspek pengeluaran makanan dan kepentingan dasar-dasar yang menggalakkan kelestarian dan ekuiti juga berhujah menentang kebergantungan semata-mata kepada penyelesaian pasaran.

Jadi, bagaimana lebih banyak makanan boleh dihasilkan secara mampan (lestari)? Pada masa lalu, penyelesaian utama kepada kekurangan makanan telah membawa lebih banyak tanah digunakan untuk pertanian dan mengeksploitasi stok ikan baharu. Namun, sejak 5 dekad yang lalu, walaupun pengeluaran bijirin meningkat lebih daripada dua kali ganda, jumlah tanah subur yang dikhaskan untuk pertanian di peringkat global meningkat hanya ~9 peratus. Sesetengah tanah baharu boleh dibawa masuk ke dalam pertanian, tetapi persaingan untuk tanah bagi aktiviti manusia yang lain menjadikannya tidak mungkin dan mahal. Keutamaan juga harus diberi kepada perlindungan biodiversiti dan kemudahan yang disediakan oleh ekosistem semula jadi (contohnya, penyimpanan karbon di dalam hutan hujan). Dalam dekad-dekad kebelakangan ini, tanah pertanian yang dahulunya produktif telah hilang kesan daripada pembandaran dan lain-lain kegunaan manusia, serta kesan penggurunan, peningkatan saliniti, hakisan tanah, dan kesan lain akibat daripada pengurusan tanah yang tidak lestari. Perubahan iklim lebih memburukkan keadaan. Keputusan dasar baru-baru ini untuk menghasilkan biofuel generasi pertama pada tanah pertanian yang berkualiti baik telah menambah tekanan kepada persaingan guna tanah. Oleh itu, senario yang paling mungkin adalah: lebih banyak makanan perlu dihasilkan daripada jumlah tanah yang sama (atau kurang). Selain itu, tiada alasan utama menambah jumlah kawasan tangkapan: hampir kesemua tangkapan perikanan dieksploitasi, dan kebanyakannya berlebihan.

Kajian baru-baru ini menunjukkan bahawa dunia akan memerlukan 70 hingga 100% lebih makanan pada tahun 2050. Dalam artikel ini, strategi utama untuk menyumbang kepada cabaran memberi makan 9 bilion orang, termasuk yang paling kurang bernasib baik, akan diterokai. Penekanan diberikan kepada kelestarian, serta peranan gabungan sains semula jadi dan sosial dalam menganalisis dan menangani cabaran.

Merapatkan Jurang Hasil

Terdapat variasi geografi yang luas dalam produktiviti tanaman dan ternakan, bahkan di seluruh rantau yang mengalami iklim yang serupa. Perbezaan di antara produktiviti yang dihasilkan dan produktiviti terbaik yang boleh dicapai menggunakan bahan genetik semasa dan teknologi dan pengurusan yang sedia ada dipanggil "jurang hasil." Hasil terbaik yang boleh diperolehi dalam negara bergantung kepada keupayaan petani untuk mengakses dan menggunakan benih, air, nutrien, pengurusan perosak, tanah, kepelbagaian biologi, dan pengetahuan. Telah dianggarkan bahawa dalam bahagian-bahagian tertentu negara di Asia Tenggara di mana pengairan telah disediakan, purata maksimum hasil padi yang dilaraskan oleh iklim (climate-adjusted rice) ialah 8.5 metrik tan sehektar, namun purata hasil yang sebenarnya dicapai hanya 60 peratus daripada angka ini. Jurang hasil yang serupa juga terdapat dalam hasil gandum yang ditanam dengan kebergantungan kepada air hujan, rain-fed di tengah-tengah Asia dan bijirin rain-fed di Argentina dan Brazil. Satu lagi cara untuk menggambarkan jurang hasil adalah dengan membandingkan perubahan dalam pengeluaran makanan per kapita lebih 50 tahun yang lalu. Di Asia, jumlah ini telah meningkat kira-kira dua kali ganda (di China, oleh faktor hampir 3.5), dan di Amerika Latin, ia telah meningkat 1.6 kali ganda, di Afrika, pengeluaran per kapita jatuh kembali dari pertengahan tahun 1970-an dan baru sahaja mencapai tahap yang sama seperti pada tahun 1961. Peningkatan pengeluaran makanan, serta peningkatan pendapatan untuk membeli makanan, boleh dihasilkan dengan tanaman dan ternakan jika kaedah ditemui untuk merapatkan jurang hasil.

Hasil rendah berlaku kerana kekangan teknikal yang menghalang pengeluar makanan tempatan dari meningkatkan produktiviti atau atas sebab-sebab ekonomi yang timbul daripada keadaan pasaran. Sebagai contoh, petani tidak mungkin mempunyai akses kepada pengetahuan teknikal dan kemahiran yang diperlukan untuk meningkatkan pengeluaran, kewangan yang diperlukan untuk melabur dalam pengeluaran yang lebih tinggi (contohnya, pengairan, baja, jentera, produk perlindungan tanaman, dan langkah pemuliharaan tanah), atau jenis-jenis tanaman dan ternakan yang memaksimumkan hasil. Selepas musim menuai atau dari penyembelihan, mereka mungkin tidak mampu untuk menyimpan hasil atau mempunyai akses kepada infrastruktur untuk mengangkut hasil terus kepada pasaran pengguna. Petani juga boleh memilih untuk tidak melabur dalam meningkatkan produktiviti pertanian kerana pulangan yang tidak setimpal jika dibandingkan dengan kecekapan guna modal dan buruh bagi sektor lain.

Secara tepat bagaimana cara terbaik untuk memudahkan pengeluaran makanan meningkat adalah spesifik dengan lokasi. Dalam kes-kes yang ekstrim negara-negara yang gagal dan pasaran yang tidak berfungsi, penyelesaian terletak di luar sistem makanan. Jika sebuah negara yang berfungsi wujud, terdapat perkiraan untuk dicapai antara melabur dalam pertumbuhan ekonomi secara keseluruhan untuk merangsang kepada pertanian dan memberi tumpuan kepada pelaburan dalam sektor pertanian untuk merangsang kepada pertumbuhan ekonomi, walaupun kedua-duanya jelas dikaitkan di kawasan-kawasan seperti sub-Sahara Afrika, di mana pertanian biasanya membentuk 20 hingga 40% Keluaran Dalam Negara Kasar (KDNK). Dalam sesetengah situasi, seperti negara yang berpendapatan rendah sebagai pengimport makanan, melabur semata-mata dalam menjana pertumbuhan pendapatan yang meluas untuk membolehkan pembelian makanan dari wilayah dan negara-negara yang mempunyai keupayaan pengeluaran yang lebih baik mungkin menjadi pilihan terbaik. Apabila pelaburan disasarkan kepada pengeluaran makanan, isu seterusnya ialah perkiraan antara meletakkan sumber-sumber ke dalam infrastruktur serantau dan negara, seperti pembinaan jalan raya dan pelabuhan, dan melabur dalam modal sosial dan ekonomi tempatan.

Jurang hasil juga mungkin wujud kerana kos input yang tinggi atau pulangan yang rendah daripada peningkatan pengeluaran ekonomi sub optimal untuk meningkatkan pengeluaran kepada hasil maksimum yang secara teknikal boleh dicapai. Sistem pengangkutan yang lemah dan infrastruktur pasaran menaikkan harga input seperti baja dan air, dan meningkatkan kos menggerakkan makanan yang dihasilkan ke dalam pasaran negara atau dunia. Jika risiko pelaburan yang tinggi dan cara-cara untuk mengimbanginya tidak ada, tidak melabur boleh menjadi keputusan yang paling rasional, sebahagian daripada "perangkap kemiskinan." Pengeluaran makanan di negara-negara membangun boleh terjejas oleh campur tangan pasaran di negara maju, seperti subsidi atau sokongan harga. Keperluan ini direka bentuk dengan teliti dan dilaksanakan supaya kesannya terhadap harga komoditi global tidak bertindak sebagai financial disadvantage kepada pengeluaran di negara-negara lain.

Globalisasi sistem makanan menawarkan akses kepada pengeluar makanan tempatan ke pasaran yang lebih besar, serta modal untuk pelaburan. Pada tahap agregat, ia juga muncul untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran makanan global dengan membenarkan pengkhususan serantau dalam pengeluaran makanan tempatan yang paling sesuai. Disebabkan pengembangan pengeluaran makanan dan pertumbuhan penduduk kedua-dua berlaku pada kadar yang berlainan di kawasan-kawasan yang berlainan geografi, perdagangan global perlu untuk mengimbangi bekalan dan permintaan di seluruh dunia. Walau bagaimanapun, kos alam sekitar pengeluaran makanan mungkin meningkat dengan globalisasi, sebagai contoh, peningkatan pengeluaran gas rumah hijau yang dikaitkan dengan peningkatan pengeluaran dan pengangkutan makanan. Pasaran yang tidak terbatas juga boleh "menghukum" masyarakat dan sektor-sektor tertentu, terutamanya yang termiskin dan mempunyai pengaruh yang kurang terhadap bagaimana pasaran global distruktur dan dikawal selia. Perdagangan yang berkembang boleh menyediakan insurans terhadap kejutan serantau bagi pengeluaran seperti konflik, wabak penyakit, kemarau, atau banjir - kejutan yang mungkin meningkatkan kekerapannya akibat perubahan iklim yang berlaku. Sebaliknya, sistem makanan yang sangat berangkai boleh membawa kepada penyebaran perubahan fungsi ekonomi yang lebih meluas, seperti dalam krisis perbankan baru-baru ini, sekali gus menjejaskan lebih ramai orang. Terdapat keperluan mendesak untuk pemahaman yang lebih baik daripada kesan globalisasi pada sistem makanan penuh dan "externalities".

Mengekalkan, apatah lagi meningkatkan, produktiviti bergantung kepada inovasi yang berterusan untuk mengawal rumpai, penyakit, serangga, dan makhluk perosak lain kerana mereka berevolusi membentuk kerintangan kepada langkah-langkah kawalan yang berbeza, atau sebagai spesies baru muncul atau tersebar ke kawasan-kawasan yang baru. Inovasi melibatkan kedua-dua bidang tanaman dan penternakan yang tradisional dan lanjutan, serta pembangunan berterusan kimia, agronomi, dan langkah-langkah kawalan secara pertanian ekologi yang lebih baik. Hasil maksimum yang boleh dicapai di kawasan-kawasan yang berlainan juga akan beralih dimana kesan-kesan perubahan iklim mula dirasai. Peningkatan tahap CO₂ atmosfera boleh terus merangsang pertumbuhan tanaman, walaupun dalam konteks sistem pengeluaran pertanian yang sebenar, magnitud kesan ini tidak jelas. Lebih penting lagi ialah kebolehan untuk menanam tanaman di kawasan yang tidak sesuai, terutamanya kawasan utara temperat (walaupun pengembangan kawasan pertanian akan menghapuskan hutan boreal yang akan membawa kepada pelepasan gas rumah hijau utama), dan kehilangan kawasan-kawasan yang produktif pada masa ini kerana suhu yang terlalu tinggi dan kemarau. Model yang memadankan fizik perubahan iklim dengan biologi pertumbuhan tanaman akan menjadi penting untuk membantu pembuat dasar menjangka perubahan ini, serta untuk menilai peranan "biodiversiti pertanian" dalam membantu mengurangkan kesannya.

Merapatkan jurang hasil secara dramatik akan meningkatkan bekalan makanan, tetapi mengakibatkan impak yang tidak menentu terhadap alam sekitar dan maklum balas yang berpotensi yang boleh menjejaskan pengeluaran makanan masa depan. Pengeluaran makanan mempunyai kesan negatif kepada externalities iaitu kesan ke atas alam sekitar atau ekonomi yang tidak dicerminkan dalam kos makanan. Ini termasuk pelepasan gas rumah hijau [terutamanya metana dan nitrus oksida, yang lebih merosakkan daripada CO₂ dan yang mana pertanian adalah sumber utamanya], pencemaran alam sekitar disebabkan oleh kekurangan air, larian nutrien (nutrient run-off), kerana pengekstrakan nutrien yang berlebihan, degradasi tanah dan kehilangan biodiversiti melalui penukaran tanah atau pengurusan yang tidak sesuai, dan gangguan ekosistem disebabkan oleh penuaian ikan dan lain-lain makanan akuatik secara intensif.

Bagi menangani kesan negatif ini, kini diiktiraf secara meluas bahawa sistem pengeluaran makanan dan rantaian makanan secara umum mesti menjadi lestari sepenuhnya. Prinsip kelestarian membayangkan penggunaan sumber-sumber pada kadar yang tidak melebihi kapasiti bumi untuk menggantikannya. Mengikut takrif, pergantungan kepada input yang tidak boleh diperbaharui adalah tidak lestari, walaupun dalam jangka pendek, ia perlu sebagai sebahagian trajektori ke arah kelestarian.

Terdapat banyak kesukaran dalam membuat operasi yang lestari. Apakah skala ruang (spatial) yang harus dikekalkan agar pengeluaran makanan menjadi lestari? Jelas sekali matlamat paling utama ialah kelestarian global, tetapi wajarkah matlamat ini juga diaplikasikan pada tahap yang lebih rendah, seperti kawasan-kawasan (atau lautan), negara-negara, atau ladang yang telah diketahui mempunyai produktiviti yang rendah? Adakah tahap penggunaan yang tinggi atau externalities yang negatif di beberapa kawasan boleh dikurangkan oleh peningkatan dalam bidang-bidang lain, atau beberapa aktiviti yang tidak lestari dalam sistem makanan boleh diimbangi oleh tindakan-tindakan dalam sektor bukan makanan (melalui dagangan karbon, sebagai contoh)?

Walaupun definisi mudah kelestarian bebas daripada skala masa, dalam amalan, berapa pantas kita harus berusaha untuk bergerak dari status quo ke arah sistem makanan yang lestari? Cabaran-cabaran perubahan iklim dan persaingan untuk mendapatkan air, bahan api fosil, dan sumber-sumber lain mencadangkan bahawa peralihan yang pantas adalah penting. Walau bagaimanapun, adalah perlu untuk meneroka kemungkinan bahawa teknologi unggul menjadi mungkin dan generasi akan datang boleh menjadi lebih kaya dan, dengan itu, lebih berupaya untuk menyerap kos peralihan. Akhir sekali, kita tidak lagi mempunyai ukuran yang cukup baik bagi kelestarian, satu masalah yang besar apabila menilai strategi alternatif dan merundingkan keseimbangan. Ini merupakan kes bagi aktiviti-aktiviti yang agak terbatas, seperti pengeluaran tanaman di ladang individu, dan bahkan lebih sukar lagi apabila rantaian makanan lengkap adalah termasuk atau bagi produk yang kompleks yang mungkin mengandungi bahan-bahan yang diperoleh daripada semua bahagian dunia. Terdapat juga bahaya overemphasis pada apa yang boleh diukur yang agak mudah diabaikan (karbon, sebagai contoh) boleh membawa kepada dimensi kelestarian yang sukar untuk diukur (seperti biodiversiti). Ini adalah bidang di antara muka sains, kejuruteraan, dan ekonomi yang memerlukan perhatian yang lebih dengan segera. Pengenalan langkah-langkah untuk menggalakkan kelestarian tidak semestinya mengurangkan hasil atau keuntungan. Satu kajian ke atas 286 projek-projek pertanian lestari di negara-negara membangun, yang melibatkan 12.6 juta petani kecil pada 37 juta hektar, mendapati peningkatan hasil purata 79% merentasi pelbagai sistem dan jenis tanaman yang sangat luas. Satu perempat daripada projek-projek yang dilaporkan mencatatkan dua kali ganda hasil. Penyelidikan ke atas keupayaan ini dan program-program yang berkaitan yang dipertingkatkan kepada negara dan peringkat serantau harus menjadi keutamaan.

Intensifikasi mampan (sustainable intensification)

Menghasilkan lebih banyak makanan dari kawasan tanah yang sama pada masa yang sama mengurangkan kesan alam sekitar memerlukan apa yang dipanggil sebagai sustainable intensification. Hasil boleh menjadi meningkat dengan penggunaan teknologi yang sedia ada, dan dalam masa yang sama banyak pilihan pada masa ini wujud untuk mengurangkan externalities yang negatif. Pengurangan pengeluaran gas rumah hijau boleh dicapai dengan mengubah amalan agronomi, penggunaan kaedah pengurusan perosak bersepadu, pengurusan bersepadu sisa dalam pengeluaran ternakan, dan pengamalan pertanian-hutan (agro-forestry). Walau bagaimanapun, kesan amalan agronomi yang berbeza pada julat penuh gas rumah hijau boleh menjadi sangat kompleks dan boleh bergantung pada skala waktu dan ruang ukuran. Lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk membolehkan penilaian yang lebih baik terhadap pilihan dasar yang bertentangan. Pertanian tepat merujuk kepada satu siri teknologi yang membenarkan aplikasi air, nutrien, dan racun perosak hanya kepada tempat dan pada masa yang dikehendaki, sekali gus mengoptimumkan penggunaan input. Akhir sekali, sumber tanah dan air digunakan untuk akuakultur dan perikanan boleh diuruskan dalam cara yang direka khusus untuk mengurangkan kesan negatif ke atas biodiversiti. Salah satu konsep sustainable intensification yang diperkenalkan secara meluas di seluruh dunia ialah Sistem Intensifikasi Padi, SRI (System of Rice Intensification) yang memberi fokus kepada peningkatan hasil dan pada masa yang sama menjimatkan penggunaan sumber tanah, air, benih, baja dan tenaga.

Strategi yang direka untuk merapatkan jurang hasil dalam negara-negara yang termiskin sering berhadapan dengan beberapa cabaran tertentu. Pengeluaran banyak dikuasai oleh petani berskala kecil dengan tenaga kerja wanita memainkan peranan yang dominan. Jika berdaya maju, pelaburan dalam mekanisme sosial dan ekonomi bagi membolehkan hasil yang lebih baik bagi petani berskala kecil, disasarkan kepada wanita, boleh menjadi kaedah penting bagi meningkatkan pendapatan kedua-duanya; ladang dan isi rumah luar bandar. Kekurangan hak dan pemilikan tanah boleh menjadi satu masalah bagi kebanyakan masyarakat miskin, boleh bertindak sebagai penghalang bagi pekebun-pekebun kecil untuk melabur dalam pengurusan tanah yang lebih produktif, dan boleh membuatkan mereka lebih sukar untuk meningkatkan pelaburan modal. Kenaikan harga makanan dan tanah boleh menyebabkan komuniti-komuniti ini terdedah kepada anjakan oleh kumpulan-kumpulan kepentingan yang lebih berkuasa. Jika kehendak politik dan infrastruktur organisasi wujud, hak milik dan perlindungan tanah dapat diberi dan dibantu oleh aplikasi teknologi maklumat yang moden dan komunikasi. Walaupun begitu, akan ada ramai orang yang tidak mampu untuk membeli kalori dan nutrien yang mencukupi untuk kehidupan yang sihat dan yang akan memerlukan program perlindungan sosial bagi meningkatkan keupayaan mereka untuk mendapatkan makanan. Walau bagaimanapun, jika direka dengan betul, program-program ini boleh membantu merangsang pertanian tempatan dengan menyediakan pekebun kecil dengan kepastian bahawa wujud permintaan untuk produk-produk mereka.

Terdapat juga peranan untuk operasi pertanian berskala besar dalam sektor pertanian negara miskin, walaupun nilai dan konteksnya sama ada mempunyai kemungkinan masih dibahaskan. Debat ini telah ditiupkan oleh peningkatan besar dalam bilangan dana kekayaan negara berdaulat, syarikat-syarikat dan individu pajakan, pembelian, atau cuba untuk membeli kawasan tanah pertanian yang besar di negara-negara membangun. Pelaburan luar dalam sektor pertanian negara membangun ini boleh membawa manfaat besar, terutamanya di mana pelabur membawa kemajuan besar kepada pengeluaran dan pemprosesan tanaman, tetapi hanya jika hak-hak dan kebajikan penghuni dan pengguna sumber yang sedia ada diagihkan dengan betul.

Ramai orang-orang yang sangat miskin tinggal di kawasan-kawasan pedalaman yang begitu jauh dan tersisih dari pasaran dan makanan dunia. Tetapi bagi orang lain, terutamanya golongan miskin di bandar, harga makanan yang lebih tinggi mempunyai kesan langsung yang negatif terhadap keupayaan mereka untuk membeli makanan yang sihat. Banyak petani luar bandar dan pengeluar makanan lain tinggal berhampiran sebagai pengguna dan pengeluar makanan bersih dan akan terjejas dalam cara yang kompleks oleh kenaikan harga bahan makanan, dengan memberi manfaat kepada beberapa golongan dan menganiaya beberapa golongan lain. Oleh itu, di dalam mengurangkan herotan (distortion), mekanisme sokongan pertanian di negara-negara maju dan liberalisasi perdagangan dunia perlu merangsang pengeluaran makanan di negara-negara membangun secara keseluruhan, tetapi bukan semua orang akan mendapat manfaatnya. Model yang lebih tepat dan lebih baik dapat meramalkan interaksi kompleks ini amat diperlukan.

Meningkatkan Had Pengeluaran

Tanaman yang paling produktif, seperti tebu, yang tumbuh dalam keadaan yang optimum, boleh menukar tenaga solar biomas dengan kecekapan ~2%, menyebabkan hasil biojisim yang tinggi (sehingga 150 tan metrik sehektar). Terdapat banyak perbahasan berkenaan dengan had pengeluaran yang lebih tepat bagi tanaman utama di bawah keadaan yang berbeza, dan begitu juga, untuk hasil maksima yang boleh diperolehi untuk ternakan. Walau bagaimanapun, terdapat dengan jelas ruang yang luas untuk meningkatkan had pengeluaran.

Revolusi Hijau berjaya dengan pembiakan konvensional untuk membangunkan varieti hibrid F1 jagung yang semi-kerdil dan varieti gandum dan beras yang resistan terhadap penyakit. Varieti ini dapat ditanam dengan lebih pengairan dan baja tanpa risiko kerugian tanaman utama disebabkan oleh rebah atau wabak penyakit yang teruk seperti karat daun. Meningkatkan hasil masih menjadi matlamat utama, tetapi kepentingan kecekapan penggunaan air dan nutrien yang lebih tinggi, serta toleransi tekanan abiotik, juga dijangka meningkat. Teknik genetik moden dan pemahaman fisiologi tanaman yang lebih baik membenarkan pendekatan yang lebih ditujukan kepada pemilihan ciri-ciri berbilang (multiple traits) yang terdapat pada tanaman.

Pada masa ini, tanaman yang diubahsuai secara genetik (GM) melibatkan manipulasi yang agak mudah, seperti memasukkan gen untuk memberi kerintangan terhadap racun herba atau toksin bagi mengelakkan serangan serangga perosak. Dekad akan datang akan menyaksikan pembangunan gabungan ciri-ciri yang diingini dan pengenalan ciri-ciri baru seperti toleransi terhadap kemarau. Menjelang pertengahan abad, pilihan yang lebih radikal yang melibatkan ciri-ciri yang sangat polygenic boleh dilaksanakan. Pengeluaran haiwan yang diklon dengan imuniti semula jadi kepada penyakit-penyakit yang mengurangkan kecekapan pengeluaran mempunyai potensi untuk mengurangkan kerugian yang besar akibat daripada kematian dan jangkitan subklinikal. Bioteknologi juga boleh menghasilkan tumbuh-tumbuhan untuk makanan haiwan dengan komposisi yang diubah suai bagi meningkatkan kecekapan pengeluaran daging dan pelepasan metana yang lebih rendah.

Bahan genetik yang belum dieksploitasi dari baka domestik, baka yang jarang ditemui, dan baka liar akan menjadi penting dalam membolehkan penternak untuk bertindak balas kepada cabaran-cabaran baharu. Koleksi antarabangsa dan bank-bank gen menyediakan repositori berharga untuk apa-apa perubahan genetik, namun kita perlu memastikan bahawa germplasm tanaman dan ternakan yang disesuaikan dengan keadaan tempatan tidak hilang dalam proses perubahan kepada baka moden yang lebih baik. Trend selama beberapa dekad kebelakangan ini menunjukkan penurunan pelaburan dalam inovasi teknologi dalam pengeluaran makanan (dengan beberapa pengecualian yang ketara, seperti di China dan Brazil) dan peralihan daripada sumber awam (kerajaan) kepada sumber swasta. Pulangan yang saksama ke atas pelaburan adalah penting untuk sektor swasta berfungsi dengan baik, tetapi lanjutan perlindungan hak harta intelektual bioteknologi telah membawa kepada persepsi awam yang semakin meningkat di sesetengah negara bahawa penyelidikan bioteknologi semata-mata memberi manfaat kepada kepentingan komersil dan tidak menawarkan kesan jangka panjang yang baik kepada masyarakat umum. Secara serius, ia juga membawa kepada monopoli maya ciri-ciri GM di beberapa bahagian dunia, dengan bilangan syarikat yang terhad, yang menghadkan inovasi dan pelaburan dalam teknologi. Mencari cara untuk memberi insentif akses dan kelestarian yang luas, di samping menggalakkan sektor swasta yang berdaya saing dan inovatif untuk menggunakan teknologi yang berkembang, adalah satu cabaran tadbir urus yang utama.

Isu kepercayaan dan penerimaan orang ramai terhadap bioteknologi dan produk GM masih menjadi perdebatan yang tidak pernah reda. Disebabkan pengubahsuaian genetik melibatkan pengubahsuaian germline organisma serta melibatkan pengenalan organisma tersebut kepada alam sekitar dan rantaian makanan, beberapa isu-isu keselamatan alam sekitar dan makanan tertentu perlu dinilai. Walaupun penilaian risiko berasaskan sains yang ketat, perbincangan ini telah dipolitikkan dan wujud polarisasi di sesetengah negara, khususnya di Eropah. Wujud juga pendapat yang menyatakan bahawa pengubahsuaian genetik adalah teknologi yang berpotensi serta bernilai yang mana kebaikan dan keburukan perlu dipertimbangkan dengan ketat ke atas bukti, termasuk kes-kes asas: pengubahsuaian genetik tidak perlu diambil dan tidak ditolak secara automatik. Teknologi ini perlu mendapat penerimaan dan kepercayaan orang ramai sebelum ia boleh dianggap sebagai salah satu teknologi yang boleh menyumbang kepada keselamatan makanan global.

Terdapat isu-isu tertentu yang melibatkan teknologi baharu, GM dan bukan GM, yang disasarkan untuk membantu negara-negara yang kurang membangun. Teknologi mesti ditujukan kepada keperluan masyarakat, yang sering berbeza daripada petani negara yang lebih maju. Untuk meningkatkan kemungkinan bahawa teknologi baharu berkesan, dan diguna pakai oleh negara-negara yang paling miskin, mereka perlu terlibat dalam merangka, meletakkan keutamaan, membuat penilaian risiko, dan memahami peraturan inovasi. Ini akan memerlukan penciptaan mekanisme institusi dan tadbir urus yang inovatif yang mengambil kira konteks sosio-budaya (contohnya, kepentingan wanita dalam pengeluaran makanan negara membangun). Teknologi baharu menawarkan pelbagai janji, tetapi berisiko akibat hilangnya kepercayaan, jika manfaat dan potensi teknologi tersebut hanya sebagai dakwaan yang digembar-gemburkan. Usaha-usaha untuk meningkatkan had pengeluaran lestari yang memberi manfaat kepada negara-negara yang paling miskin perlu berasaskan kepada persekitaran dan suasana perniagaan yang baharu, organisasi-organisasi masyarakat sivil dan kerajaan.

Mengurangkan Pembaziran

Kira-kira 30 hingga 40% makanan di negara maju dan negara membangun hilang akibat pembaziran, walaupun sebab-sebab di sebaliknya adalah sangat berbeza. Di negara membangun, kerugian disebabkan oleh ketiadaan infrastruktur rantaian makanan dan kekurangan pengetahuan atau pelaburan dalam teknologi penyimpanan di ladang. Sebagai contoh, di India, adalah dianggarkan bahawa 35 hingga 40% daripada hasil segar hilang kerana kedai-kedai borong mahupun runcit tidak mempunyai ruang penyimpanan sejuk. Walaupun beras boleh disimpan dengan mudah, satu pertiga daripada penuaian di Asia Tenggara boleh hilang selepas tuaian akibat perosak dan menjadi rosak. Tetapi gambaran yang lebih kompleks daripada kekurangan kemudahan penyimpanan yang mudah: Walaupun penyimpanan selepas tuai wujud, petani sering menjual hasil dengan serta-merta untuk mendapatkan wang tunai.

Rajah 2: Jumlah pembaziran makanan di negara-negara maju dan membangun. Perkhidmatan runcit, perkhidmatan makanan, rumah dan perbandaran dikelompokkan sebagai satu kategori bagi negara-negara membangun. Sumber: Waste and Resources Action Programme (WRAP), The Food We Waste (WRAP, Banbury, UK, 2008)

Sebaliknya, di negara maju, kerugian pra-runcit jauh lebih rendah, tetapi apa yang timbul di perkhidmatan runcit, makanan, dan peringkat rumah, rantai makanan telah berkembang dengan ketara dalam tahun-tahun kebelakangan ini, dengan pelbagai sebab. Pada masa ini, makanan agak murah, sekurang-kurangnya bagi pengguna ini, yang akan mengurangkan insentif untuk mengelakkan pembaziran. Pengguna telah menjadi biasa untuk membeli makanan yang mempunyai standard "kosmetik", menyebabkan peruncit membuang banyak produk yang sedikit cacat walaupun boleh dimakan. Tekanan komersial boleh menggalakkan pembaziran: industri perkhidmatan makanan kerap menggunakan produk "bersaiz super" apabila berhadapan dengan pesaing, dengan memberi tawaran seperti "beli satu percuma satu" yang sekaligus memberi persaingan kepada peruncit. Peraturan dan kekurangan pengetahuan mengenai keselamatan makanan telah membawa kepada pergantungan kepada "tarikh luput" atau "guna sebelum", sebagai satu bentuk panduan keselamatan makanan tetapi banyak situasi yang berlaku, makanan yang boleh dimakan telah dibuang begitu sahaja. Di sesetengah negara maju, makanan yang tidak diingini pergi ke tapak pelupusan dan bukannya digunakan sebagai makanan haiwan atau kompos kerana wujud undang-undang bagi mengawal penyakit.

Strategi yang berbeza diperlukan untuk menangani dua jenis bahan buangan. Di negara-negara membangun, pelaburan dalam infrastruktur pengangkutan awam akan mengurangkan kerosakan, manakala pasaran berfungsi dengan lebih baik dan ketersediaan modal akan meningkatkan kecekapan rantaian makanan, sebagai contoh, dengan membenarkan pengenalan kepada ruang simpanan sejuk (walaupun mempunyai implikasi pengeluaran gas rumah hijau). Teknologi sedia ada dan amalan-amalan terbaik perlu disebarkan melalui pendidikan dan perkhidmatan lanjutan, dan mekanisme pasaran dan kewangan yang perlu untuk melindungi petani dari terpaksa menjual ketika bekalan berada pada puncak, yang membawa kepada lambakan dan pembaziran. Terdapat juga keperluan untuk meneruskan penyelidikan dalam teknologi penyimpanan pasca tuai. Teknologi yang lebih baik untuk menyimpan makanan secara kecil-kecilan adalah calon utama bagi pengenalan insentif untuk inovasi pihak swasta, dengan penglibatan peniaga-peniaga kecil-kecilan, pengilang dan pengeluar.

Jika harga makanan naik, mungkin akan ada penurunan dalam jumlah sisa atau pembaziran yang dihasilkan oleh pengguna di negara-negara maju. Sisa buangan juga boleh dikurangkan dengan menyedarkan pengguna tentang skala isu ini, serta strategi domestik untuk mengurangkan kerugian makanan. Khidmat nasihat, perundangan dan pendidikan mungkin juga boleh mengurangkan pembaziran dalam perkhidmatan makanan dan sektor runcit. Mengurangkan sisa makanan negara maju khususnya sangat mencabar, kerana ia sangat berkait rapat dengan tingkah laku individu dan sikap budaya ke arah makanan.

Mengubah Diet

Kecekapan penukaran (conversion efficiency) tanaman ke dalam haiwan ~10%; dengan itu, terdapat kes prima facie bahawa lebih ramai orang dapat diberi makan daripada jumlah tanah yang sama jika mereka adalah vegetarian. Kira-kira satu pertiga daripada pengeluaran bijirin global dijadikan makanan haiwan. Tetapi pada masa ini, salah satu cabaran utama kepada sistem makanan adalah permintaan yang kian meningkat untuk daging dan produk tenusu yang telah membawa kepada peningkatan ~1.5 kali ganda dalam nombor global bagi lembu, biri-biri, dan kambing, dengan peningkatan setara masing-masing ~2.5 dan ~4.5 kali ganda untuk babi dan ayam sejak 50 tahun kebelakangan ini. Sebahagian besarnya berpunca daripada peningkatan kekayaan pengguna di merata-rata pelusuk bumi dan yang paling baharu negara China dan India.

Walau bagaimanapun, hujah bahawa semua penggunaan atau pemakanan daging adalah buruk terlalu simplistik. Pertama, terdapat perubahan yang besar dalam kecekapan pengeluaran dan kesan alam sekitar kepada kelas utama daging yang digunakan oleh seseorang. Kedua, walaupun sebahagian besar ternakan memakan bijirin dan protein tumbuh-tumbuhan lain yang boleh juga dimakan oleh manusia, masih ada sebahagian besar yang memakan rumput. Kebanyakan padang rumput yang digunakan untuk memberi makan kepada haiwan-haiwan ini tidak boleh ditukarkan kepada tanah pertanian atau hanya boleh ditukar dengan memberi kesan buruk kepada alam sekitar. Di samping itu, babi dan ayam itik sering diberi makan "sisa makanan manusia". Ketiga, melalui penternakan yang lebih baik atau baka yang lebih baik, ia boleh dilaksanakan untuk meningkatkan kecekapan yang mana daging dihasilkan. Akhir sekali, di negara-negara membangun, daging merupakan sumber yang paling tertumpu bagi beberapa vitamin dan mineral, yang penting untuk individu seperti anak-anak muda. Ternakan juga digunakan untuk membajak dan pengangkutan, menyediakan bekalan baja organik yang boleh menjadi satu sumber pendapatan, dan kepentingan budaya yang besar bagi masyarakat miskin.

Diet seimbang yang kaya dengan bijirin dan produk sayur-sayuran yang lain dianggap lebih sihat daripada mereka yang mengamalkan diet yang mengandungi sebahagian besar daripadanya daging (terutamanya daging merah) dan produk tenusu. Sebagai sebuah negara membangun yang mengambil daging yang lebih dalam gabungan dengan makanan yang tinggi gula dan lemak, mereka mungkin mendapati diri mereka terpaksa berdepan dengan obesiti sebelum mereka mengatasi masalah kekurangan nutrien, yang membawa kepada peningkatan dalam perbelanjaan kesihatan yang sebaliknya boleh digunakan untuk membasmi kemiskinan. Pengeluaran ternakan juga merupakan sumber utama metana, gas rumah hijau yang sangat berkuasa, walaupun ini boleh diimbangi sebahagiannya oleh penggunaan baja haiwan untuk menggantikan baja nitrogen sintetik. Daripada lima strategi yang kita bincangkan di sini, membuat penilaian kepada nilai bagi mengurangkan sebahagian kecil daging dalam diet kita adalah yang paling sukar dan perlu difahami dengan lebih baik.

Memperluas Akuakultur

Akuatik (terutamanya ikan, moluska akuatik, dan krustasia) mempunyai peranan yang penting dalam sistem makanan, menyediakan hampir 3 bilion orang dengan sekurang-kurangnya 15% daripada pengambilan protein haiwan.

Di kebanyakan rantau, akuakultur telah cukup menguntungkan untuk memberikan pertumbuhan yang kukuh; kawasan-kawasan seperti Afrika di mana boleh membawa manfaat utama. Kemajuan teknikal dalam sistem pusat penetasan, sistem penyampaian makanan dan pengurusan penyakit dapat meningkatkan pengeluaran. Keuntungan masa depan juga boleh datang daripada pemilihan baka yang lebih baik, teknologi pengeluaran yang lebih besar, aktiviti akuakultur di laut terbuka yang lebih besar termasuk kawasan air pedalaman, dan menternak pelbagai spesies. Kitaran pengeluaran yang terlalu lama bagi kebanyakan spesies (biasanya 6 hingga 24 bulan) memerlukan satu sistem pembiayaan yang mampu menyediakan modal kerja serta risiko pengimbangan. Pemilihan varieti untuk pengeluaran yang lebih luas (seperti toleransi suhu dan kemasinan dan ketahanan melawan penyakit) dan substrat makanan yang lebih murah (misalnya, tanaman, bahan dengan ciri-ciri yang dipertingkatkan untuk pemakanan ikan) juga mungkin diakses dengan penggunaan teknologi GM.

Akuakultur boleh menyebabkan kemudaratan kepada alam sekitar kerana pelepasan efluen organik atau bahan kimia rawatan penyakit ke dalam sumber air, secara tidak langsung bertindak sebagai sumber penyakit atau pencemaran genetik untuk spesies liar. Usaha-usaha untuk mengurangkan externalities negatif dan meningkatkan kecekapan penggunaan sumber [seperti ikan-ikan daripada nisbah] telah didorong oleh kenaikan program pensijilan kelestarian pengeluaran ikan, walaupun ini menjejaskan sektor bernilai tinggi. Keuntungan kelestarian boleh datang daripada memberi tumpuan kepada spesies tahap-trofik rendah dan dalam mengintegrasikan pengeluaran makanan akuatik dan darat, sebagai contoh, dengan menggunakan sisa dari tanah sebagai makanan dan nutrien. Ia juga akan menjadi penting untuk mengambil pendekatan yang lebih strategik kepada lokasi tapak dan keupayaan di dalam kawasan tadahan atau unit pengurusan zon pantai.

Kesimpulan

Tidak ada penyelesaian yang mudah untuk memberi makan 9 bilion orang secara lestari, terutamanya apabila banyak tumpuan diberi kepada corak penggunaan kekayaan negara. Pelbagai pilihan, termasuk perkara-perkara yang telah kita bincangkan di sini, perlu diteruskan pada masa yang sama. Harapan yang utama ialah inovasi sains dan teknologi dalam sistem makanan, tetapi bukan sebagai alasan untuk menangguhkan keputusan yang sukar hari ini.

Kita mesti mengelakkan daripada kecenderungan mengorbanankan bumi ini yang sedang menghadapi masalah berkurangnya biodiversiti untuk keuntungan mudah dalam pengeluaran makanan, kerana bukan sahaja biodiversiti menyediakan banyak kemudahan dimana manusia bergantung kepadanya tetapi juga kerana kita tidak mempunyai hak untuk melucutkan faedah ekonomi dan budaya biodiversiti daripada generasi akan datang. Bersama-sama, cabaran-cabaran ini menjadikan ribut yang sempurna (the perfect storm).

Melayari ribut akan memerlukan revolusi dalam sains sosial dan ekonomi yang berkaitan dengan pengeluaran makanan, serta memecahkan tembok halangan antara bidang-bidang sains. Matlamatnya adalah tidak lagi semata-mata untuk memaksimumkan produktiviti, tetapi untuk mengoptimumkan seluruh landskap yang jauh lebih kompleks di dalam pengeluaran, hasil alam sekitar, dan keadilan sosial.