تويت
أقسام الإنتاج الزراعي
الإنتاج النباتي
تحسين المحاصيل
يتم استئناس النباتات لزيادة المحصول، تحسين مقاومة الأمراض، احتمال الجفاف، تسهيل الحصاد وتحسين المذاق والقيمة الغذائية والعديد من الميزات الأخرى. كان أثر الانتخاب الدقيق والتربية على مدى القرون ضخما على ميزات نباتات المحاصيل. يقوم مرُبوّ النبات باستخدام الصوب وتقنيات عديدة أخرى ليحصلوا على أكبر عدد ممكن من الأجيال في السنة الواحدة وذلك لتسريع عملية القيام بالتحسينات.
الإنتاج الحيواني
يقوم مربوا الحيوانات في السابق على الاستفادة منها كعملة مادية ثابتة وعامل انتاج ضخم، وايضاً في عصرنا الحالي كذالك وايضا يستخدمونها في الاقتناء إذا كانت الحيوانات خالية من العيوب أو انها جميلة في البنية الجسمانية وتعابير الوجه وتفاصيله و يطلقون عليها «المزايين».
الحاصلات الزراعية
إنتاج العالم للحاصلات الرئيسية لعام 2004
هناك محاصيل معينة في أقاليم نمو معينة في أنحاء العالم. بملايين الأطنان المترية، على حسب تقديرات الفاو. مثل محاصيل الحبوب ومنها القمح والشعير والذرة.
أعلى المنتجات الزراعية، بنوعية المحصول
(ملايين الأطنان المترية) بيانات 2004
الحبوب 2,263
الخضروات والبطيخ 866
الجذور والساقيات 715
الألبان 619
الفواكه 503
اللحوم 259
محاصيل الزيوت النباتية 133
الأسماك (تقديرات 2001) 130
البيض 63
Pulses 60
محاصيل الألياف 30
Source:
منظمة الأغذية والزراعة (الفاو)
أعلى المنتجات الزراعية، محاصيل منفردة
(ملايين الأطنان المترية) بيانات 2004
قصب السكر 1,324
الذرة 721
القمح 627
الأرز 605
البطاطس 328
الشمندر السكري 249
فول الصويا 204
فاكهة نخيل الزيت 162
الشعير 154
الطماطم 120
Source:
منظمة الأغذية والزراعة (الفاو)
المشاكل البيئية
تؤدي الزراعة أحيانا إلى مشاكل بيئية وذلك لأن الزراعة تقوم بعمل تغييرات في البيئة الطبيعية وقد تنتج نواتج ثانوية ضارة.
الآثار والتكاليف
تفرض الزراعة تكاليف خارجية متعددة على المجتمع من خلال تأثيرات مثل ضرر مبيدات الآفات على الطبيعة، خاصةً مبيدات الأعشاب ومبيدات الحشرات، وجريان المياه المغذية، واستخدام المياه بشكل مفرط، وفقدان البيئة الطبيعية. حدد تقييم أُجري عام 2000 للزراعة في المملكة المتحدة إجمالي التكاليف الخارجية لعام 1996 بمبلغ 2,343 مليون جنيه استرليني، أو 208 جنيه استرليني لكل هكتار. وخلص تحليل عام 2005 لهذه التكاليف في الولايات المتحدة إلى أن الأراضي الزراعية تفرض ما يقرب من 5 إلى 16 مليار دولار أي من 30 إلى 96 دولارًا لكل هكتار، في حين يفرض الإنتاج الحيواني 714 مليون دولار. وخلصت الدراستان اللتان ركزتا فقط على الآثار المالية إلى أنه ينبغي بذل المزيد من أجل استبعاد التكاليف الخارجية. لم تتضمن أي من الإعانات في تحليلها، لكنها لاحظت أن الإعانات تؤثر أيضًا على تكلفة الزراعة في المجتمع.
تسعى الزراعة إلى زيادة العائد وتخفيض التكاليف، وزيادة المحاصيل مع تحسين المدخلات مثل الأسمدة وإزالة مسببات الأمراض، والحيوانات المفترسة، والأعشاب الضارة. كما يعني انخفاض التكاليف مع زيادة حجم الوحدات الزراعية، مثل جعل الحقول أكبر، إزالة السياج النباتي، والخنادق ومناطق أخرى من مواطن سكن الكائنات. تقتل المبيدات تقتل الحشرات والنباتات والفطريات. وقد أدت هذه التدابير وغيرها إلى خفض التنوع البيولوجي إلى مستويات منخفضة جدًا في الأراضي المزروعة بكثافة.
في عام 2010، قام فريق الموارد الدولي التابع لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة بتقييم الآثار البيئية للاستهلاك والإنتاج. ووجدت أن الزراعة واستهلاك الأغذية هما من أهم محركات الضغوط البيئية، لا سيما تغير مواطن سكن الكائنات وتغير المناخ واستخدام المياه والانبعاثات السامة. تعتبر الزراعة هي المصدر الرئيسي للسموم التي تُطلق في البيئة، بما في ذلك المبيدات الحشرية، وخاصةً تلك المستخدمة على القطن. ويذكر تقرير الاقتصاد الأخضر لعام 2011 الصادر عن برنامج الأمم المتحدة للبيئة أن عمليات الزراعة، باستثناء التغيرات في استخدام الأراضي، تنتج ما يقرب من 13 في المائة من انبعاثات الغازات الدفيئة البشرية المنشأ. ويشمل ذلك الغازات الدفيئة المنبعثة من استخدام مبيدات الآفات والمواد الكيميائية الزراعية غير العضوية في الأسمدة، والانبعاثات الناتجة عن إنتاج هذه المدخلات مدرجة في الانبعاثات الصناعية، ومدخلات طاقة الوقود الأحفوري. في المتوسط، نجد أن الكمية الإجمالية من مخلفات الإنتاج الزراعي لإنتاج الجيل الثاني من الوقود الحيوي تبلغ 3.8 مليار طن سنويًا بين عام 2011 وعام 2050، بمتوسط معدل نمو سنوي قدره 11 في المائة على مدار فترة الدراسة، وهو ما يمثل نموًا أعلى خلال السنوات الأولى، و 48 في المائة للفترة بين عامي 2011 و2020، ومتوسط سنوى للتوسع بنسبة 2 في المائة بعد عام 2020.
قضايا الثروة الحيوانية
قال هينينج ستينفيلد، وهو أحد كبار المسئولين بالأمم المتحدة والذي شارك في تأليف تقرير للأمم المتحدة يفصّل هذه المشكلة «الثروة الحيوانية هي واحدة من أهم العوامل المساهمة في المشاكل البيئية الأكثر خطورة اليوم». يشغل الإنتاج الحيواني 70٪ من مجموع الأراضي المستخدمة للزراعة أو 30٪ من مساحة سطح الأرض. ويُعتبر واحدًا من أكبر مصادر الغازات الدفيئة المسؤولة عن 18٪ من انبعاثات الغازات الدفيئة في العالم كما تم قياسها بما يعادل ثاني أكسيد الكربون. وبالمقارنة، تنتج جميع وسائل النقل 13.5 ٪ من ثاني أكسيد الكربون. وينتج 65٪ من أكسيد النيتروز البشري المنشأ المسؤول عن 296 ضعفًا من احتمالية الاحترار العالمي لثاني أكسيد الكربون و 37٪ من جميع الميثان البشري المنشأ ويمثل 23 ضعف ارتفاع درجة الحرارة الناتجة عن ثاني أكسيد الكربون. كما يتولد 64 ٪ من انبعاث غاز الأمونيا. يُشار إلى التوسع في الثروة الحيوانية كعامل رئيسي في إزالة الغابات، حيث أصبحت 70٪ من منطقة الغابات السابقة الآن في حوض الأمازون مشغولة بالمراعي، بينما يُستخدم الباقي في المحاصيل الغذائية. تؤدي الثروة الحيوانية أيضًا من خلال إزالة الغابات وانحلال التربة إلى انخفاض التنوع البيولوجي. وعلاوةً على ذلك، ينص برنامج الأمم المتحدة للبيئة على أنه من المتوقع أن تزيد انبعاثات الميثان من الثروة الحيوانية العالمية بنسبة 60٪ بحلول عام 2030 في ظل الممارسات وأنماط الاستهلاك الحالية.
قضايا الأرض والماء
يعتبر تحويل الأراضي، واستخدام الأراضي لإنتاج السلع والخدمات، الطريقة الأكثر أهمية التي يغير بها البشر النظم الإيكولوجية للأرض. كما يعتبر القوة الدافعة لفقد التنوع البيولوجي. تتراوح تقديرات كمية الأراضي التي حولها البشر من 39 إلى 50٪. تشير التقديرات إلى أن تدهور الأراضي، وهو تراجع طويل الأجل في وظائف النظم الإيكولوجية وإنتاجيتها، يحدث على 24 في المائة من الأراضي في جميع أنحاء العالم، مع زيادة تمثيل الأراضي الزراعية. يشير تقرير منظمة الأمم المتحدة للأغذية والزراعة إلى انحلال التربة باعتبارها العامل الرئيسي وراء التدهور، وتشير التقارير إلى أن 1.5 مليار شخص يعتمدون على تجريف الأراضي. يمكن أن يكون التدهور في عدة صور منها إزالة الغابات، والتصحر، وتآكل التربة، واستنزاف المعادن، أو التدهور الكيميائي أو ملوحة التربة.
يتسبب إغناء الماء والمغذيات الزائدة في النظم البيئية المائية إلى انتشار الطحالب ونقص الأكسجين في الماء، مما يؤدي إلى انتحار الأسماك وفقدان التنوع البيولوجي وجعل المياه غير صالحة للشرب والاستخدامات الصناعية الأخرى. يؤدي الإفراط في الإخصاب واستخدام السماد بالأراضي الزراعية، فضلاً عن الكثافة المرتفعة للثروة الحيوانية، إلى زيادة بعض العناصر بالتربة ولا سيما النيتروجين والفوسفور. تعتبر هذه العناصر الغذائية هي الملوثات الرئيسية غير محددة المصدر التي تسهم في الانجراف المائي للأنظمة البيئية المائية وتلوث المياه الجوفية؛ مما يتسبب بتأثيرات ضارّة على السكان. كما تقلل الأسمدة من التنوع البيولوجي الأرضي من خلال زيادة المنافسة على الضوء، وتفضل تلك الأنواع القادرة على الاستفادة من العناصر الغذائية المضافة. تمثل الزراعة 70%من عمليات سحب موارد المياه العذبة. كما تعتبر الزراعة نقطة جذب رئيسية للمياه من طبقات المياه الجوفية، وتستمد حاليًا من مصادر المياه الجوفية بمعدل لا يمكن تحمله. ومن المعروف منذ فترة طويلة أن طبقات المياه الجوفية في مناطق متنوعة مثل شمال الصين، وغابات نهر الغانج وغرب الولايات المتحدة أنها بدأت في الاستنزاف، ويمتد البحث الجديد لهذه المشاكل إلى طبقات المياه الجوفية في إيران والمكسيك والسعودية. يزداد الضغط على الموارد المائية من قبل الصناعة والمناطق الحضرية، وهذا يعني أن ندرة المياه آخذة في الزيادة تاركةً الزراعة تواجه تحدي إنتاج المزيد من الغذاء للسكان بالعالم المتنامي بموارد مائية منخفضة. كما يمكن أن يسبب استخدام مياه المزارع مشاكل بيئية رئيسية، بما في ذلك تدمير الأراضي الرطبة الطبيعية، وانتشار الأمراض المنقولة عن طريق المياه، وتدهور الأراضي من خلال التملح والتشبع بالمياه، عندما تُستخدم أساليب الري بشكل غير صحيح.
مبيدات الآفات
ازداد استخدام مبيدات الآفات منذ عام 1950 إلى 2.5 مليون طن قصير سنويًا في جميع أنحاء العالم، ومع ذلك بقي فقد المحاصيل من الآفات ثابتًا نسبيًا. قدرت منظمة الصحة العالمية في عام 1992 أن ثلاثة ملايين حالة تسمم بمبيدات الآفات تحدث سنويًا، مما تسبب في 220,000 حالة وفاة. تتسب المبيدات الحشرية في مقاومةالآفات لمبيدات الآفات، مما يؤدي إلى حالة تسمى «مطحنة مبيدات الآفات» حيث تُنتَج المزيد من أنواع مبيدات الآفات لمقاومة الآفات.
يتحجج البعض أن استخدام مبيدات الآفات غرضه إنقاذ البيئة ومنع المجاعة عن طريق استخدام المبيدات الحشرية والزراعة المكثفة ذات العائد المرتفع، وهو رأي يتبين من خلال مقولة عنوانها الموقع الإلكتروني لمركز قضايا الغذاء العالمي: إن زراعة المزيد من الأراضي يترك المزيد من الأراضي الطبيعة. ومع ذلك، يرى النقاد أن المقايضة بين البيئة والحاجة إلى الغذاء ليست حتمية، وأن المبيدات ببساطة تحل محل الممارسة الزراعية السليمة مثل دوران المحاصيل. تتضمن تقنية إدارة الآفات الزراعية التي تعتمد على الدفع والجذب الربط البيني، باستخدام عبير النباتات لصد الآفات من المحاصيل وإغرائها إلى مكان يمكن إزالته منها.
الاحتباس الحراري
يرتبط الاحتباس الحراري بالزراعة على نطاق عالمي. يؤثر الاحتباس الحراري على الزراعة من خلال التغيرات في متوسط درجات الحرارة، وهطول الأمطار، والطقس المتطرف (مثل العواصف وموجات الحرارة، وتغيرات الآفات والأمراض. وتغيرات مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وتركيزات الأوزون على مستوى الأرض، والتغيرات في جودة تغذية بعض الأطعمة، والتغيرات فيارتفاع منسوب البحار. يؤثر الاحتباس الحراري بالفعل على الزراعة، مع تأثيرات موزعة بشكل غير متساو في جميع أنحاء العالم. ومن المحتمل أن يؤثر تغير المناخ المستقبلي سلبًا على إنتاج المحاصيل في المناطق الاستوائية، في حين قد تكون التأثيرات في خطوط العرض الشمالية إيجابية أو سلبية. ومن المحتمل أن يرفع الاحتباس الحراري من خطر انعدام الأمن الغذائي لبعض فئات السكان الضعيفة اقتصاديًا، مثل الفقراء.
كما تُعتبر تربية الحيوانات مسؤولة عن إنتاج الغازات الدفيئة من ثاني أكسيد الكربون والميثان في العالم، مما يتسبب في العقم المستقبلي للأراضي، وتشريد الأحياء البرية. كما تساهم الزراعة في تغير المناخ من خلال انبعاثات الغازات الدفيئة البشرية المنشأ، وتحويل الأراضي غير الزراعية مثل الغابات للاستخدام الزراعي. ساهمت الزراعة وتربية الحيوانات بنحو 20 إلى 25٪ في الانبعاثات السنوية العالمية في عام 2010. كما يمكن لمجموعة من السياسات أن تقلل من مخاطر التأثيرات السلبية لتغير المناخ على الزراعة، وانبعاثات الغازات الدفيئة من القطاع الزراعي.
الاستدامة
أسفرت أساليب الزراعة الحالية عن إهدار الكثير من الموارد المائية، ومستويات عالية من تآكل التربة، وخفض خصوبة التربة. لا توجد مياه كافية لمواصلة الزراعة باستخدام الممارسات الحالية، وبالتالي يجب إعادة النظر في مدى أهمية موارد المياه والأراضي والنظام البيئي لتعزيز المحاصيل. يمكن أن يكون الحل هو إعطاء قيمة للأنظمة البيئية، والاعتراف بالمقايضات البيئية والمعيشية، وتحقيق التوازن بين حقوق مجموعة متنوعة من المستخدمين والمصالح. كما يجب معالجة أوجه عدم المساواة التي تنجم عن اعتماد مثل هذه الطرق، مثل إعادة توزيع المياه من الفقراء إلى الأغنياء، أو إزالة الأراضي لإفساح الطريق أمام الأراضي الزراعية الأكثر إنتاجية، أو الحفاظ على نظام الأراضي الرطبة الذي يحد من حقوق الصيد.
تساعد التطورات التكنولوجية على تزويد المزارعين بالأدوات والموارد لجعل الزراعة أكثر استدامة. تسمح التكنولوجيا بالابتكارات مثل الحراثة الحفظية، وهي عملية زراعية تساعد على منع فقدان التربة للتآكل، وتقلل من تلوث المياه، وتعزز امتصاص الكربون.
ووفقًا لتقرير صادر عن المعهد الدولي لبحوث السياسات الغذائية سيكون للتكنولوجيات الزراعية التأثير الأكبر على إنتاج الأغذية إذا تم تبنيها مع بعضها البعض، باستخدام نموذج يقيم كيف يمكن للتكنولوجيات الإحدى عشر أن تؤثر على الإنتاجية الزراعية والأمن الغذائي والتجارة بحلول عام 2050. ووجد المعهد الدولي لبحوث السياسات الغذائية أن عدد الأشخاص المعرضين لخطر الجوع يمكن أن ينخفض بنسبة تصل إلى 40٪ ويمكن خفض أسعار المواد الغذائية بمقدار النصف تقريبًا. يمكن تلبية الطلب المتزايد على السعرات الحرارية لسكان الأرض مع التنبؤات الحالية بتغير المناخ عن طريق التحسين الإضافي في الأساليب الزراعية، وتوسيع المناطق الزراعية، وتعديل عقلية المستهلك الموجهة نحو الاستدامة.
الاعتماد على الطاقة
منذ أربعينيات القرن العشرين، ازدادت الإنتاجية الزراعية بشكل كبير، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى زيادة استخدام الميكنة والأسمدة ومبيدات الآفات الكثيفة الاستخدام للطاقة. تأتي الغالبية العظمى من هذه الطاقة من مصادر الوقود الأحفوري. وبين الستينات والثمانينات من القرن العشرين، أثّرت الثورة الخضراء في الزراعة حول العالم، مع زيادة إنتاج الحبوب العالمية بشكل كبير بين 70٪ و 390٪ للقمح و 60٪ إلى 150٪ للأرز، اعتمادًا على المنطقة الجغرافية وتعداد السكان في العالم. وقد أثار الاعتماد الكبير على البتروكيماويات المخاوف من أن نقص النفط يمكن أن يرفع التكاليف ويقلل من الإنتاج الزراعي.
تعتمد الزراعة الصناعية على الوقود الأحفوري بطريقتين أساسيتين: الاستهلاك المباشر للمزرعة وتصنيع المدخلات المستخدمة في المزرعة. يشمل الاستهلاك المباشر استخدام مواد التشحيم والوقود لتشغيل المركبات والآلات الزراعية.
يشمل الاستهلاك غير المباشر صناعة الأسمدة والمبيدات والآلات الزراعية. وعلى وجه الخصوص، يمكن إنتاج الأسمدة النيتروجينية لأكثر من نصف استخدام الطاقة الزراعية. ويشكل الاستهلاك المباشر وغير المباشر للمزارع الأمريكية معًا حوالي 2٪ من استخدام الطاقة في البلاد. بلغ استهلاك الطاقة المباشر وغير المباشر من قبل مزارع الولايات المتحدة ذروته في عام 1979، ومنذ ذلك الحين انخفض تدريجيًا. لا تشمل النظم الغذائية الزراعة فحسب، بل تشمل التصنيع خارج المزرعة، والتعبئة، والنقل، والتسويق، والاستهلاك، والتخلص من المواد الغذائية والمواد الغذائية. تمثل الزراعة أقل من خمس استخدام الطاقة في النظام الغذائي في الولايات المتحدة.
الإنتاج النباتي
تحسين المحاصيل
يتم استئناس النباتات لزيادة المحصول، تحسين مقاومة الأمراض، احتمال الجفاف، تسهيل الحصاد وتحسين المذاق والقيمة الغذائية والعديد من الميزات الأخرى. كان أثر الانتخاب الدقيق والتربية على مدى القرون ضخما على ميزات نباتات المحاصيل. يقوم مرُبوّ النبات باستخدام الصوب وتقنيات عديدة أخرى ليحصلوا على أكبر عدد ممكن من الأجيال في السنة الواحدة وذلك لتسريع عملية القيام بالتحسينات.
الإنتاج الحيواني
يقوم مربوا الحيوانات في السابق على الاستفادة منها كعملة مادية ثابتة وعامل انتاج ضخم، وايضاً في عصرنا الحالي كذالك وايضا يستخدمونها في الاقتناء إذا كانت الحيوانات خالية من العيوب أو انها جميلة في البنية الجسمانية وتعابير الوجه وتفاصيله و يطلقون عليها «المزايين».
الحاصلات الزراعية
إنتاج العالم للحاصلات الرئيسية لعام 2004
هناك محاصيل معينة في أقاليم نمو معينة في أنحاء العالم. بملايين الأطنان المترية، على حسب تقديرات الفاو. مثل محاصيل الحبوب ومنها القمح والشعير والذرة.
أعلى المنتجات الزراعية، بنوعية المحصول
(ملايين الأطنان المترية) بيانات 2004
الحبوب 2,263
الخضروات والبطيخ 866
الجذور والساقيات 715
الألبان 619
الفواكه 503
اللحوم 259
محاصيل الزيوت النباتية 133
الأسماك (تقديرات 2001) 130
البيض 63
Pulses 60
محاصيل الألياف 30
Source:
منظمة الأغذية والزراعة (الفاو)
أعلى المنتجات الزراعية، محاصيل منفردة
(ملايين الأطنان المترية) بيانات 2004
قصب السكر 1,324
الذرة 721
القمح 627
الأرز 605
البطاطس 328
الشمندر السكري 249
فول الصويا 204
فاكهة نخيل الزيت 162
الشعير 154
الطماطم 120
Source:
منظمة الأغذية والزراعة (الفاو)
المشاكل البيئية
تؤدي الزراعة أحيانا إلى مشاكل بيئية وذلك لأن الزراعة تقوم بعمل تغييرات في البيئة الطبيعية وقد تنتج نواتج ثانوية ضارة.
الآثار والتكاليف
تفرض الزراعة تكاليف خارجية متعددة على المجتمع من خلال تأثيرات مثل ضرر مبيدات الآفات على الطبيعة، خاصةً مبيدات الأعشاب ومبيدات الحشرات، وجريان المياه المغذية، واستخدام المياه بشكل مفرط، وفقدان البيئة الطبيعية. حدد تقييم أُجري عام 2000 للزراعة في المملكة المتحدة إجمالي التكاليف الخارجية لعام 1996 بمبلغ 2,343 مليون جنيه استرليني، أو 208 جنيه استرليني لكل هكتار. وخلص تحليل عام 2005 لهذه التكاليف في الولايات المتحدة إلى أن الأراضي الزراعية تفرض ما يقرب من 5 إلى 16 مليار دولار أي من 30 إلى 96 دولارًا لكل هكتار، في حين يفرض الإنتاج الحيواني 714 مليون دولار. وخلصت الدراستان اللتان ركزتا فقط على الآثار المالية إلى أنه ينبغي بذل المزيد من أجل استبعاد التكاليف الخارجية. لم تتضمن أي من الإعانات في تحليلها، لكنها لاحظت أن الإعانات تؤثر أيضًا على تكلفة الزراعة في المجتمع.
تسعى الزراعة إلى زيادة العائد وتخفيض التكاليف، وزيادة المحاصيل مع تحسين المدخلات مثل الأسمدة وإزالة مسببات الأمراض، والحيوانات المفترسة، والأعشاب الضارة. كما يعني انخفاض التكاليف مع زيادة حجم الوحدات الزراعية، مثل جعل الحقول أكبر، إزالة السياج النباتي، والخنادق ومناطق أخرى من مواطن سكن الكائنات. تقتل المبيدات تقتل الحشرات والنباتات والفطريات. وقد أدت هذه التدابير وغيرها إلى خفض التنوع البيولوجي إلى مستويات منخفضة جدًا في الأراضي المزروعة بكثافة.
في عام 2010، قام فريق الموارد الدولي التابع لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة بتقييم الآثار البيئية للاستهلاك والإنتاج. ووجدت أن الزراعة واستهلاك الأغذية هما من أهم محركات الضغوط البيئية، لا سيما تغير مواطن سكن الكائنات وتغير المناخ واستخدام المياه والانبعاثات السامة. تعتبر الزراعة هي المصدر الرئيسي للسموم التي تُطلق في البيئة، بما في ذلك المبيدات الحشرية، وخاصةً تلك المستخدمة على القطن. ويذكر تقرير الاقتصاد الأخضر لعام 2011 الصادر عن برنامج الأمم المتحدة للبيئة أن عمليات الزراعة، باستثناء التغيرات في استخدام الأراضي، تنتج ما يقرب من 13 في المائة من انبعاثات الغازات الدفيئة البشرية المنشأ. ويشمل ذلك الغازات الدفيئة المنبعثة من استخدام مبيدات الآفات والمواد الكيميائية الزراعية غير العضوية في الأسمدة، والانبعاثات الناتجة عن إنتاج هذه المدخلات مدرجة في الانبعاثات الصناعية، ومدخلات طاقة الوقود الأحفوري. في المتوسط، نجد أن الكمية الإجمالية من مخلفات الإنتاج الزراعي لإنتاج الجيل الثاني من الوقود الحيوي تبلغ 3.8 مليار طن سنويًا بين عام 2011 وعام 2050، بمتوسط معدل نمو سنوي قدره 11 في المائة على مدار فترة الدراسة، وهو ما يمثل نموًا أعلى خلال السنوات الأولى، و 48 في المائة للفترة بين عامي 2011 و2020، ومتوسط سنوى للتوسع بنسبة 2 في المائة بعد عام 2020.
قضايا الثروة الحيوانية
قال هينينج ستينفيلد، وهو أحد كبار المسئولين بالأمم المتحدة والذي شارك في تأليف تقرير للأمم المتحدة يفصّل هذه المشكلة «الثروة الحيوانية هي واحدة من أهم العوامل المساهمة في المشاكل البيئية الأكثر خطورة اليوم». يشغل الإنتاج الحيواني 70٪ من مجموع الأراضي المستخدمة للزراعة أو 30٪ من مساحة سطح الأرض. ويُعتبر واحدًا من أكبر مصادر الغازات الدفيئة المسؤولة عن 18٪ من انبعاثات الغازات الدفيئة في العالم كما تم قياسها بما يعادل ثاني أكسيد الكربون. وبالمقارنة، تنتج جميع وسائل النقل 13.5 ٪ من ثاني أكسيد الكربون. وينتج 65٪ من أكسيد النيتروز البشري المنشأ المسؤول عن 296 ضعفًا من احتمالية الاحترار العالمي لثاني أكسيد الكربون و 37٪ من جميع الميثان البشري المنشأ ويمثل 23 ضعف ارتفاع درجة الحرارة الناتجة عن ثاني أكسيد الكربون. كما يتولد 64 ٪ من انبعاث غاز الأمونيا. يُشار إلى التوسع في الثروة الحيوانية كعامل رئيسي في إزالة الغابات، حيث أصبحت 70٪ من منطقة الغابات السابقة الآن في حوض الأمازون مشغولة بالمراعي، بينما يُستخدم الباقي في المحاصيل الغذائية. تؤدي الثروة الحيوانية أيضًا من خلال إزالة الغابات وانحلال التربة إلى انخفاض التنوع البيولوجي. وعلاوةً على ذلك، ينص برنامج الأمم المتحدة للبيئة على أنه من المتوقع أن تزيد انبعاثات الميثان من الثروة الحيوانية العالمية بنسبة 60٪ بحلول عام 2030 في ظل الممارسات وأنماط الاستهلاك الحالية.
قضايا الأرض والماء
يعتبر تحويل الأراضي، واستخدام الأراضي لإنتاج السلع والخدمات، الطريقة الأكثر أهمية التي يغير بها البشر النظم الإيكولوجية للأرض. كما يعتبر القوة الدافعة لفقد التنوع البيولوجي. تتراوح تقديرات كمية الأراضي التي حولها البشر من 39 إلى 50٪. تشير التقديرات إلى أن تدهور الأراضي، وهو تراجع طويل الأجل في وظائف النظم الإيكولوجية وإنتاجيتها، يحدث على 24 في المائة من الأراضي في جميع أنحاء العالم، مع زيادة تمثيل الأراضي الزراعية. يشير تقرير منظمة الأمم المتحدة للأغذية والزراعة إلى انحلال التربة باعتبارها العامل الرئيسي وراء التدهور، وتشير التقارير إلى أن 1.5 مليار شخص يعتمدون على تجريف الأراضي. يمكن أن يكون التدهور في عدة صور منها إزالة الغابات، والتصحر، وتآكل التربة، واستنزاف المعادن، أو التدهور الكيميائي أو ملوحة التربة.
يتسبب إغناء الماء والمغذيات الزائدة في النظم البيئية المائية إلى انتشار الطحالب ونقص الأكسجين في الماء، مما يؤدي إلى انتحار الأسماك وفقدان التنوع البيولوجي وجعل المياه غير صالحة للشرب والاستخدامات الصناعية الأخرى. يؤدي الإفراط في الإخصاب واستخدام السماد بالأراضي الزراعية، فضلاً عن الكثافة المرتفعة للثروة الحيوانية، إلى زيادة بعض العناصر بالتربة ولا سيما النيتروجين والفوسفور. تعتبر هذه العناصر الغذائية هي الملوثات الرئيسية غير محددة المصدر التي تسهم في الانجراف المائي للأنظمة البيئية المائية وتلوث المياه الجوفية؛ مما يتسبب بتأثيرات ضارّة على السكان. كما تقلل الأسمدة من التنوع البيولوجي الأرضي من خلال زيادة المنافسة على الضوء، وتفضل تلك الأنواع القادرة على الاستفادة من العناصر الغذائية المضافة. تمثل الزراعة 70%من عمليات سحب موارد المياه العذبة. كما تعتبر الزراعة نقطة جذب رئيسية للمياه من طبقات المياه الجوفية، وتستمد حاليًا من مصادر المياه الجوفية بمعدل لا يمكن تحمله. ومن المعروف منذ فترة طويلة أن طبقات المياه الجوفية في مناطق متنوعة مثل شمال الصين، وغابات نهر الغانج وغرب الولايات المتحدة أنها بدأت في الاستنزاف، ويمتد البحث الجديد لهذه المشاكل إلى طبقات المياه الجوفية في إيران والمكسيك والسعودية. يزداد الضغط على الموارد المائية من قبل الصناعة والمناطق الحضرية، وهذا يعني أن ندرة المياه آخذة في الزيادة تاركةً الزراعة تواجه تحدي إنتاج المزيد من الغذاء للسكان بالعالم المتنامي بموارد مائية منخفضة. كما يمكن أن يسبب استخدام مياه المزارع مشاكل بيئية رئيسية، بما في ذلك تدمير الأراضي الرطبة الطبيعية، وانتشار الأمراض المنقولة عن طريق المياه، وتدهور الأراضي من خلال التملح والتشبع بالمياه، عندما تُستخدم أساليب الري بشكل غير صحيح.
مبيدات الآفات
ازداد استخدام مبيدات الآفات منذ عام 1950 إلى 2.5 مليون طن قصير سنويًا في جميع أنحاء العالم، ومع ذلك بقي فقد المحاصيل من الآفات ثابتًا نسبيًا. قدرت منظمة الصحة العالمية في عام 1992 أن ثلاثة ملايين حالة تسمم بمبيدات الآفات تحدث سنويًا، مما تسبب في 220,000 حالة وفاة. تتسب المبيدات الحشرية في مقاومةالآفات لمبيدات الآفات، مما يؤدي إلى حالة تسمى «مطحنة مبيدات الآفات» حيث تُنتَج المزيد من أنواع مبيدات الآفات لمقاومة الآفات.
يتحجج البعض أن استخدام مبيدات الآفات غرضه إنقاذ البيئة ومنع المجاعة عن طريق استخدام المبيدات الحشرية والزراعة المكثفة ذات العائد المرتفع، وهو رأي يتبين من خلال مقولة عنوانها الموقع الإلكتروني لمركز قضايا الغذاء العالمي: إن زراعة المزيد من الأراضي يترك المزيد من الأراضي الطبيعة. ومع ذلك، يرى النقاد أن المقايضة بين البيئة والحاجة إلى الغذاء ليست حتمية، وأن المبيدات ببساطة تحل محل الممارسة الزراعية السليمة مثل دوران المحاصيل. تتضمن تقنية إدارة الآفات الزراعية التي تعتمد على الدفع والجذب الربط البيني، باستخدام عبير النباتات لصد الآفات من المحاصيل وإغرائها إلى مكان يمكن إزالته منها.
الاحتباس الحراري
يرتبط الاحتباس الحراري بالزراعة على نطاق عالمي. يؤثر الاحتباس الحراري على الزراعة من خلال التغيرات في متوسط درجات الحرارة، وهطول الأمطار، والطقس المتطرف (مثل العواصف وموجات الحرارة، وتغيرات الآفات والأمراض. وتغيرات مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وتركيزات الأوزون على مستوى الأرض، والتغيرات في جودة تغذية بعض الأطعمة، والتغيرات فيارتفاع منسوب البحار. يؤثر الاحتباس الحراري بالفعل على الزراعة، مع تأثيرات موزعة بشكل غير متساو في جميع أنحاء العالم. ومن المحتمل أن يؤثر تغير المناخ المستقبلي سلبًا على إنتاج المحاصيل في المناطق الاستوائية، في حين قد تكون التأثيرات في خطوط العرض الشمالية إيجابية أو سلبية. ومن المحتمل أن يرفع الاحتباس الحراري من خطر انعدام الأمن الغذائي لبعض فئات السكان الضعيفة اقتصاديًا، مثل الفقراء.
كما تُعتبر تربية الحيوانات مسؤولة عن إنتاج الغازات الدفيئة من ثاني أكسيد الكربون والميثان في العالم، مما يتسبب في العقم المستقبلي للأراضي، وتشريد الأحياء البرية. كما تساهم الزراعة في تغير المناخ من خلال انبعاثات الغازات الدفيئة البشرية المنشأ، وتحويل الأراضي غير الزراعية مثل الغابات للاستخدام الزراعي. ساهمت الزراعة وتربية الحيوانات بنحو 20 إلى 25٪ في الانبعاثات السنوية العالمية في عام 2010. كما يمكن لمجموعة من السياسات أن تقلل من مخاطر التأثيرات السلبية لتغير المناخ على الزراعة، وانبعاثات الغازات الدفيئة من القطاع الزراعي.
الاستدامة
أسفرت أساليب الزراعة الحالية عن إهدار الكثير من الموارد المائية، ومستويات عالية من تآكل التربة، وخفض خصوبة التربة. لا توجد مياه كافية لمواصلة الزراعة باستخدام الممارسات الحالية، وبالتالي يجب إعادة النظر في مدى أهمية موارد المياه والأراضي والنظام البيئي لتعزيز المحاصيل. يمكن أن يكون الحل هو إعطاء قيمة للأنظمة البيئية، والاعتراف بالمقايضات البيئية والمعيشية، وتحقيق التوازن بين حقوق مجموعة متنوعة من المستخدمين والمصالح. كما يجب معالجة أوجه عدم المساواة التي تنجم عن اعتماد مثل هذه الطرق، مثل إعادة توزيع المياه من الفقراء إلى الأغنياء، أو إزالة الأراضي لإفساح الطريق أمام الأراضي الزراعية الأكثر إنتاجية، أو الحفاظ على نظام الأراضي الرطبة الذي يحد من حقوق الصيد.
تساعد التطورات التكنولوجية على تزويد المزارعين بالأدوات والموارد لجعل الزراعة أكثر استدامة. تسمح التكنولوجيا بالابتكارات مثل الحراثة الحفظية، وهي عملية زراعية تساعد على منع فقدان التربة للتآكل، وتقلل من تلوث المياه، وتعزز امتصاص الكربون.
ووفقًا لتقرير صادر عن المعهد الدولي لبحوث السياسات الغذائية سيكون للتكنولوجيات الزراعية التأثير الأكبر على إنتاج الأغذية إذا تم تبنيها مع بعضها البعض، باستخدام نموذج يقيم كيف يمكن للتكنولوجيات الإحدى عشر أن تؤثر على الإنتاجية الزراعية والأمن الغذائي والتجارة بحلول عام 2050. ووجد المعهد الدولي لبحوث السياسات الغذائية أن عدد الأشخاص المعرضين لخطر الجوع يمكن أن ينخفض بنسبة تصل إلى 40٪ ويمكن خفض أسعار المواد الغذائية بمقدار النصف تقريبًا. يمكن تلبية الطلب المتزايد على السعرات الحرارية لسكان الأرض مع التنبؤات الحالية بتغير المناخ عن طريق التحسين الإضافي في الأساليب الزراعية، وتوسيع المناطق الزراعية، وتعديل عقلية المستهلك الموجهة نحو الاستدامة.
الاعتماد على الطاقة
منذ أربعينيات القرن العشرين، ازدادت الإنتاجية الزراعية بشكل كبير، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى زيادة استخدام الميكنة والأسمدة ومبيدات الآفات الكثيفة الاستخدام للطاقة. تأتي الغالبية العظمى من هذه الطاقة من مصادر الوقود الأحفوري. وبين الستينات والثمانينات من القرن العشرين، أثّرت الثورة الخضراء في الزراعة حول العالم، مع زيادة إنتاج الحبوب العالمية بشكل كبير بين 70٪ و 390٪ للقمح و 60٪ إلى 150٪ للأرز، اعتمادًا على المنطقة الجغرافية وتعداد السكان في العالم. وقد أثار الاعتماد الكبير على البتروكيماويات المخاوف من أن نقص النفط يمكن أن يرفع التكاليف ويقلل من الإنتاج الزراعي.
تعتمد الزراعة الصناعية على الوقود الأحفوري بطريقتين أساسيتين: الاستهلاك المباشر للمزرعة وتصنيع المدخلات المستخدمة في المزرعة. يشمل الاستهلاك المباشر استخدام مواد التشحيم والوقود لتشغيل المركبات والآلات الزراعية.
يشمل الاستهلاك غير المباشر صناعة الأسمدة والمبيدات والآلات الزراعية. وعلى وجه الخصوص، يمكن إنتاج الأسمدة النيتروجينية لأكثر من نصف استخدام الطاقة الزراعية. ويشكل الاستهلاك المباشر وغير المباشر للمزارع الأمريكية معًا حوالي 2٪ من استخدام الطاقة في البلاد. بلغ استهلاك الطاقة المباشر وغير المباشر من قبل مزارع الولايات المتحدة ذروته في عام 1979، ومنذ ذلك الحين انخفض تدريجيًا. لا تشمل النظم الغذائية الزراعة فحسب، بل تشمل التصنيع خارج المزرعة، والتعبئة، والنقل، والتسويق، والاستهلاك، والتخلص من المواد الغذائية والمواد الغذائية. تمثل الزراعة أقل من خمس استخدام الطاقة في النظام الغذائي في الولايات المتحدة.