Czy możliwe jest zaspokojenie zapotrzebowania na żywność i zwiększenie produkcji bez szkodliwych kosztów dla środowiska? Patrick White i in. podejmują to wyzwanie w swoich badaniach opublikowanych niedawno w czasopiśmie.
Wraz ze wzrostem liczby ludności na świecie, ograniczone zasoby ziemi są pod coraz większą presją, aby zaspokoić zapotrzebowanie na żywność. W przeszłości zwiększaliśmy plony rolne poprzez zwiększanie intensywności praktyk rolniczych - na przykład poprzez osuszanie pól, zwiększanie gęstości obsady zwierząt gospodarskich i stosowanie agrochemikaliów. Takiej konwencjonalnej intensyfikacji często towarzyszy pogorszenie jakości środowiska. Dlatego musimy poszukiwać innowacyjnych sposobów zwiększenia plonów przy jednoczesnej ochronie środowiska i jego różnorodności biologicznej. Taki jest cel zrównoważonej intensyfikacji: zwiększenie produkcji żywności na danym obszarze ziemi bez dalszego negatywnego wpływu na środowisko.
Na infografice poniżej przedstawiono przykład tego podejścia w odniesieniu do buraka pastewnego.Mając na uwadze ten ambitny cel zrównoważonej intensyfikacji, rozpoczęliśmy nasze badania, które w unikalny sposób łączą modele żywienia krów mlecznych, wydajności upraw i bioróżnorodności
. Krowy mleczne potrzebują specyficznych stężeń węglowodanów, tłuszczu i białka, aby utrzymać zdrową wydajność mleczną. Potrzeby żywieniowe mogą być zaspokojone przez różne kombinacje różnych roślin. Niektóre z nich, takie jak pszenica, są bogate w węglowodany, podczas gdy inne, takie jak rzepak, są bogate w białko. Domowy system mleczny dostarczył nam naszego systemu modelowego. W takich systemach większość potrzeb żywieniowych bydła jest zaspokajana w gospodarstwie. Integracja produkcji roślinnej i modeli żywieniowych wykazała, że możemy zmienić wydajność systemów poprzez spełnienie wymagań żywieniowych za pomocą określonych kombinacji roślin. Bardziej wydajne systemy zaspokajały potrzeby żywieniowe naszego modelowego stada mlecznego na mniejszym obszarze, generując w ten sposób wolny teren, który można było przeznaczyć na dalszą produkcję żywności lub na pokrycie terenu bogatego w różnorodność biologiczną (np. bogate gatunkowo użytki zielone).Zbadaliśmy szeroki zakres różnych scenariuszy, aby spełnić wymagania stada. Scenariusze te różniły się zarówno pod względem uprawianych roślin, jak i ilości wolnych gruntów. Następnie za pomocą modeli określiliśmy, jak te różne scenariusze wpływają na bioróżnorodność pająków i roślin. Nie było zaskoczeniem, że zwiększenie wydajności systemu i przeznaczenie wolnych terenów na bogate w różnorodność biologiczną półnaturalne użytki zielone przyniosło największe korzyści dla bioróżnorodności. Podczas gdy ten scenariusz byłby świetny dla bioróżnorodności, nie produkowałby więcej żywności, a więc nie osiągnąłby celów zrównoważonej intensyfikacji.
Bardziej ekscytujące jest to, że w przypadku niektórych scenariuszy, w których wolne grunty zostały wykorzystane do dodatkowej produkcji, nasz model przewidywał wzrost bioróżnorodności oprócz zwiększonych plonów rolnych. Wskazuje to na możliwość osiągnięcia zrównoważonej intensyfikacji w domowych systemach mleczarskich (tj. jednoczesnego zwiększenia produkcji żywności i bioróżnorodności).
Poprzez zbadanie szerokiego wachlarza różnych scenariuszy byliśmy w stanie określić czynniki wpływające na zrównoważoną intensyfikację. Stwierdziliśmy, że kluczem do osiągnięcia celów zrównoważonej intensyfikacji jest optymalizacja wydajności systemu (tak, aby potrzeby żywieniowe były zaspokajane na jak najmniejszym obszarze) oraz zwiększenie różnorodności produktywnych pokryć terenu. W szczególności stwierdziliśmy, że największe zyski w zakresie bioróżnorodności i produkcji osiągano, gdy wolne grunty przeznaczano na uprawy, które wspierały inne gatunki pająków lub roślin niż uprawy już obecne w systemie. Aby osiągnąć "świętego Graala" zrównoważonej intensyfikacji, należy odejść od badań, które koncentrują się wyłącznie na bioróżnorodności lub wyłącznie na produkcji rolnej. Nasze badania dostarczają nowatorskiego sposobu integracji różnych modeli w celu poszukiwania potencjalnych systemów rolniczych przynoszących obopólne korzyści, które mogłyby być następnie przetestowane w rzeczywistych krajobrazach.
W ramach zrównoważonej intensyfikacji, polityka rolno-środowiskowa wymaga bardziej holistycznego spojrzenia, aby zbadać, jak zmiany w zarządzaniu rolnictwem wpływają na produkcję żywności i jakość środowiska. Poza poprawą jakości siedlisk wyłączonych z produkcji na cele rolnośrodowiskowe, polityka powinna uwzględniać wydajność systemów produkcyjnych oraz istotną rolę, jaką odgrywa różnorodność matrycy upraw.
Uproszczony obraz podejścia zastosowanego w naszym badaniu. Testowaliśmy wiele różnych scenariuszy, ale koncentrujemy się na jednym z optymalnych (maksymalne wykorzystanie nieużytków pod buraki pastewne), który przyniósł zyski w produkcji, beta-różnorodności roślin i beta-różnorodności pająków.Przeczytaj cały artykuł, Drogi do osiągnięcia zrównoważonej intensyfikacji w symulowanych gospodarstwach mlecznych: The importance of production efficiency and complimentary land uses" w Journal of Applied Ecology.
