Conceptualizare roluri, curatarea datelor, analiză formală, investigație, metodologie, resurse, software, validare, scriere - schiță originală, scriere - revizuire și editare

mult

Departamentul de Afiliere pentru Geografie, Mediu și Geomatică, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Conceptualizare roluri, curatarea datelor, analiză formală, metodologie, scriere - schiță originală, scriere - recenzie și editare

Școala de afiliere pentru mediu, întreprindere și dezvoltare, Universitatea din Waterloo, Waterloo, Canada

Roluri Curarea datelor

Școala de afiliere pentru mediu, întreprindere și dezvoltare, Universitatea din Waterloo, Waterloo, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Departamentul de afiliere pentru agricultura plantelor, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Roluri Scriere - schiță originală, Scriere - recenzie și editare

Facultatea de afiliere a sistemelor terestre și alimentare, Universitatea British Columbia, Vancouver, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Departamentul de afiliere pentru biologie integrativă, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Departamentul de afiliere pentru agricultura plantelor, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Centrul de afiliere pentru un sistem alimentar durabil, Universitatea din Columbia Britanică, Vancouver, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Afiliere Institutul canadian de cercetare pentru siguranța alimentelor, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Școala de afiliere pentru științe ale mediului, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Departamentul de afiliere pentru biologie integrativă, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Școala de afiliere a științelor mediului, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Afilieri Biroul de cercetare, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada, Departamentul de biologie moleculară și celulară, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Școala de afiliere pentru științe ale mediului, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Roluri Conceptualizare, Scriere - schiță originală, Scriere - recenzie și editare

Școala de afiliere pentru științe ale mediului, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Departamentul de afiliere pentru agricultura plantelor, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Departamentul de afiliere pentru biologie integrativă, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Roluri Curarea datelor

Departamentul de Afiliere pentru Geografie, Mediu și Geomatică, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Departamentul de afiliere pentru patobiologie, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

Scrierea rolurilor - recenzie și editare

Affiliation School of Biology, Universitatea din Leeds, Leeds, Regatul Unit

Roluri Conceptualizare, Scriere - schiță originală, Scriere - recenzie și editare

Departamentul de Afiliere Geografie, Mediu și Geomatică, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada, Institutul Alimentar Arrell, Universitatea din Guelph, Guelph, Canada

  • Krishna Bahadur KC,
  • Goretty M. Dias,
  • Anastasia Veeramani,
  • Clarence J. Swanton,
  • David Fraser,
  • Dirk Steinke,
  • Elizabeth Lee,
  • Hannah Wittman,
  • Jeffrey M. Farber,
  • Kari Dunfield

Cifre

Abstract

Citare: KC KB, Dias GM, Veeramani A, Swanton CJ, Fraser D, Steinke D și colab. (2018) Când prea mult nu este suficient: producția actuală de alimente satisface nevoile nutriționale globale? PLOS ONE 13 (10): e0205683. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205683

Editor: Paul C. Struik, Universitatea Wageningen, OLANDA

Primit: 26 februarie 2018; Admis: 29 septembrie 2018; Publicat: 23 octombrie 2018

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport.

Finanțarea: Această lucrare a fost susținută de Food from thought: Agricultural Systems for a Healthy Planet Initiative, de Canada First Research Excellent Fund. Acordați numărul 000054 către MC. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Date și metode

Începem prin a compara cantitatea de alimente produse la nivel global cu ceea ce experții nutriționali consideră a fi o dietă sănătoasă și apoi estimăm implicațiile atât asupra utilizării terenului, cât și a gazelor cu efect de seră ale trecerii la diete recomandate nutrițional. Pentru a face acest lucru, folosim o serie de baze de date despre alimente și culturi [15], împreună cu diferite orientări și recomandări nutriționale [16-23] folosind următoarele ipoteze.

Alegerea liniilor directoare nutriționale

În timp ce toate ghidurile nutriționale sunt similare prin faptul că recomandă diete bogate în fructe și legume proaspete și sărace în zaharuri, ghidurile diferite oferă sfaturi oarecum diferite cu privire la proteine, lactate, amidon și cereale. De exemplu, în comparație cu placa Harvard Healthy Eating (HHEP) [18], Ghidul canadian pentru alimente (CFG) [17] sugerează cu 27% mai puține porții de fructe și legume, cu 34% mai puține porții de carne/proteine, dar cu 60% mai multe porții de produse lactate și cu 25% mai multe cereale. Deși unele studii [24-28] arată că asocierea dintre grăsimile totale/grăsimile saturate și bolile netransmisibile este mixtă, există un consens clar între liniile directoare dietetice că ar trebui să limităm zaharurile, grăsimile saturate și trans, uleiurile și carbohidrații simpli, și mănâncă o mulțime de fructe și legume. În plus, există unele speculații că liniile directoare alimentare nutriționale pot fi vulnerabile la interferențele politice și industriale [29-30]. Având în vedere controversele și discrepanțele, în acest studiu am optat pentru utilizarea HHEP, deoarece este un ghid nutrițional bine considerat, care oferă sfaturi nutriționale consistente, dar nu este legat de niciun guvern sau industrie națională.

Calculul porțiilor reale și recomandate

Dietele sunt adesea descrise în termeni de „porții” ale diferitelor alimente [17], dar ceea ce constituie o porție variază în funcție de tipul de mâncare. De exemplu, 125 ml de legume proaspete sau congelate sunt considerate 1 porție dietetică de legume, 1 felie de pâine este considerată 1 porție de cereale și 75 g de carne gătită este considerată 1 porție de proteine. Pentru a calcula numărul real de porții dietetice disponibile la nivel mondial, am folosit datele din 2011 din bilanțul alimentar al Organizației Națiunilor Unite [15] (tabelul S1) și am clasificat alimentele individuale în cele cinci mari categorii de alimente ale HHEP: cereale integrale, fructe și legume, proteine, lapte și uleiuri. Având în vedere discrepanțele în ceea ce privește ceea ce constituie un fruct față de o legumă, am optat pentru combinarea fructelor și legumelor într-o singură categorie. În cele din urmă, deoarece zahărul nu făcea parte din dieta HHEP, am considerat-o ca pe o categorie separată.

Apoi, am determinat un număr mediu de calorii pe porție dietetică pentru fiecare tip de alimente, folosind ghiduri atât din Ghidul alimentar canadian [17], cât și din Departamentul Agriculturii din SUA [23]. În cele din urmă, am împărțit caloriile zilnice disponibile pe cap de locuitor pentru fiecare tip de aliment la numărul de calorii pe porție. Acest lucru ne-a permis să calculăm numărul de porții disponibile pe persoană pe zi pentru fiecare tip de aliment.

Pentru a calcula numărul de porții necesare pentru a îndeplini cerințele HHEP, am urmat pașii și ipotezele următoare. În primul rând, am interpretat modelul HHEP ca traducându-se în următoarele recomandări: (1) 50% din dieta noastră ar trebui să fie fructe și legume; (2) 25% ar trebui să fie cereale integrale; (3) restul de 25% ar trebui să fie alcătuit din proteine, grăsimi și lapte. Deoarece există o dezbatere considerabilă între nutriționiști cu privire la nivelurile specifice de proteine, grăsimi și lactate, am presupus că persoanele care urmează HHEP ar consuma: 1 porție de grăsime/ulei, 1 porție de lapte/lactate și 5 porții de proteine ​​pentru a compune acest 25% a dietei. Având în vedere că trebuiau făcute ipoteze, calculele prezentate aici reprezintă doar o aproximare a dietei HHEP.

Calculul cantității de teren necesare pentru existent vs. Dieta HHEP

Statisticile FAO oferă o defalcare a cantității de alimente din fiecare categorie de alimente care este utilizată pentru consumul uman față de hrana pentru animale. Statisticile oferă, de asemenea, o defalcare a cantității de proteine ​​produse de sectorul produselor lactate, pe animale sub formă de carne și pe plante (vezi detalii în tabelul S2). Aceste statistici au fost utilizate pentru a calcula cantitatea de teren folosită pentru fiecare tip de hrană, cantitatea de teren dedicată hranei pentru animale față de hrana pentru consumul uman direct și pentru carne versus lactate (Tabelul 1). Aceste calcule au furnizat o evaluare de bază a cantității de teren utilizate de aceste diferite tipuri de agricultură pentru anul 2011, când populația lumii era de aproximativ 7 miliarde de oameni.

În continuare, am comparat cantitatea de teren dedicată în prezent acestor diferite grupuri de alimente și cantitatea de teren care ar fi necesară conform modelului HHEP folosind statistici din 2011. Excedentul (sau deficitul) de teren pentru fiecare grupă individuală de hrană, precum și cantitatea totală de teren arabil necesar, au fost apoi calculate pentru a arăta cum se vor schimba cererile noastre de teren arabil conform modelului HHEP. Pentru a ține cont de creșterea populației umane, am extrapolat producția de alimente și cerințele de utilizare a terenului folosind proiecția medie a populației Națiunilor Unite de 9,8 miliarde până în 2050. Pentru a ține cont de creșterea sofisticării tehnologice, am presupus o creștere anuală de 1% a randamentului care corespunde tiparele istorice ale randamentelor din statisticile FAO. În cele din urmă, am estimat impactul adoptării unei diete HHEP asupra cantității totale de teren arabil și a cantității totale de pășuni astăzi și în viitor, urmând definiția FAO a terenurilor de pășune ca „... teren utilizat permanent (cinci ani sau mai mult) pentru culturile furajere erbacee, fie cultivate, fie în creștere sălbatică ... ”(FAO 2018, pagina 2) [31].

Calculul emisiilor de gaze cu efect de seră

Un factor global de emisie pentru pești a fost estimat pe baza consumului global de combustibil al flotei de pescuit [35], deoarece aceasta este principala sursă de emisii de GES în lanțul de aprovizionare cu pește capturat în sălbăticie. Peștii din operațiunile de acvacultură nu au fost luați în considerare din cauza lipsei de date reprezentative la nivel global despre acest sistem. Emisiile de GES asociate cu producția de bovine depind de modul de creștere a bovinelor, astfel încât s-a dezvoltat un factor mediu de emisie pentru a se apropia atât de „cele mai bune” practici de gestionare, cât și de cele mai puțin eficiente în marile țări producătoare de bovine [36-37]. S-a presupus că 50% dintre bovine erau sub cea mai bună gestionare și 50% în cadrul practicilor convenționale și mai puțin eficiente. Acest lucru este probabil să subestimeze emisiile, deoarece mai mult de 50% din vitele din lume se află în Brazilia sau India [38], unde practicile sunt încă relativ ineficiente.

În cele din urmă, întrucât factorii de emisie din bazele de date LCA se bazează pe greutatea vie, au fost utilizate următoarele conversii pentru a raporta greutatea carcasei la greutatea vie: 52% pentru carnea de bovine, 56% pentru ovine și caprine, 72% pentru păsările de curte [39] și 50% pentru pești [40]. Bazele de date LCA utilizate pentru obținerea emisiilor de GES nu includ toate tipurile de alimente raportate în bilanțul alimentar al FAO. Prin urmare, ori de câte ori lipsea un tip de alimente, masa acelui tip de alimente era redistribuită printre produsele alimentare disponibile. De exemplu, organele comestibile și carnea de oaie/capră nu sunt listate în baza de date LCA, astfel încât cantitatea acestor alimente a fost redistribuită printre produsele de origine animală disponibile.

Consumul anual, pe bază de masă, a fiecărui aliment pentru două dimensiuni ale populației și HHEP față de dieta curentă, a fost determinat pe baza unei metodologii existente [16] modificată pentru a lua în considerare numărul de porții necesare pentru a îndeplini dieta HHEP. Mai mult, am stabilit proporțiile diferitelor produse alimentare din dieta HHEP pentru a se potrivi cu proporțiile din datele de producție ale FAO; de exemplu, dacă carnea de vită reprezenta 50% din totalul proteinelor animale în statisticile de producție FAO 2011, am menținut același raport în dieta HHEP, chiar dacă HHEP recomandă carnea roșie doar de 2 ori pe săptămână. Prin urmare (așa cum s-a discutat mai jos) analiza supraestimează impactul cărnii deoarece păstrează proporțiile actuale de carne roșie. În timp ce includerea peștilor în dietă nu afectează tiparele de utilizare a terenului, are însă implicații semnificative pentru GES. Cu toate acestea, recomandările nutriționale pentru cantitatea ideală de pește diferă, HHEP recomandând 1-2 porții de pești cu conținut ridicat de omega pe săptămână [41] și recomandările dietetice ale Universității din Michigan sugerând 2-4 porții [42]. Aici, am folosit 2 porții pe săptămână, ceea ce s-a tradus la 9% din porțiile de proteine ​​necesare.

În general, aceste ipoteze introduc o anumită incertitudine în valoarea absolută a calculelor emisiilor de GES. Cu toate acestea, această abordare oferă valori relative utile în scopul comparațiilor.

Analiza scenariului

În cele din urmă, pentru a furniza o estimare aproximativă a implicațiilor diferitelor strategii posibile, estimăm impactul a patru posibile scenarii viitoare:

  • Un scenariu în care tot consumul de animale este înlocuit cu proteine ​​pe bază de plante;
  • Un scenariu în care consumatorii reduc consumul de animale la 20% din proteinele lor (în concordanță cu raportul actual de carne: proteine ​​pe bază de plante din India);
  • Un scenariu științific și tehnologic în care noile tehnologii cresc randamentul culturilor;
  • Un scenariu de reducere a deșeurilor alimentare menajere.

Ipoteze și limitări

Pentru a evalua unele dintre implicațiile deplasării către o dietă globală echilibrată din punct de vedere nutrițional, am făcut mai multe ipoteze care trebuie luate în considerare în interpretarea rezultatelor:

Rezultate

Compararea disponibilității vs. scenarii de hrană sănătoasă

În prezent, producția mondială de alimente depășește 2.750 kilocalorii pe persoană pe zi [15], ceea ce depășește cantitatea necesară pentru a hrăni populația globală. Deși aceste date se referă la deșeurile de la fermă, acestea nu includ aproximativ 20% deșeurilor alimentare menajere [44]. Prin urmare, caloriile disponibile în prezent sunt probabil de aproximativ 2.200 kilocalorii pe persoană pe zi, ceea ce este suficient pentru populația actuală a lumii [23].

Cu toate acestea, atunci când producția globală este împărțită în diferite grupuri de alimente, apare o imagine radical diferită. Mai exact, agricultura globală produce în prezent 12 porții de cereale, 5 de fructe și legume, 3 de ulei și grăsimi, 3 de proteine, 1 de lapte și 4 porții de zahăr pe persoană pe zi (Fig. 1). În schimb, utilizând HHEP, estimăm că producția agricolă globală ar trebui să furnizeze 8 porții de cereale integrale, 15 porții de fructe și legume, 1 porție de ulei, 5 porții de proteine ​​și 1 porție de lapte de persoană pe zi pentru a furniza o dieta echilibrată nutrițional (Fig. 1). Astfel, în prezent, lumea produce peste cereale, grăsimi și zaharuri, producând în același timp foarte mult fructe și legume și, într-o măsură mai mică, proteine ​​(Fig 1).