Agrokultura i zmiany klimatyczne

Tomas Remiarz (tłum. Dariusz Orzechowski)

“Jest za późno na zrównoważony rozwój. Najlepsze, na co możemy liczyć, to zrównoważone wycofanie się” James Lovelock, Zemsta Gai.

W tym artykule zrównuję agrokulturę z produkcją żywności. W szerszym kontekście, wiele z punktów tu poruszonych odnosi się do innych produktów rolniczych, jak również do leśnictwa, łowiectwa oraz zarządzania łąkami i pastwiskami.

Krótka historia agrokultury

(...) Źródłosłów słowa "agrokultura" podkreśla silny związek między uprawianiem ziemi a ludzką cywilizacją. Rolnictwo po raz pierwszy pojawiło się 10-15 tysięcy lat temu w regionach tropikalnych i podzwrotnikowych, gdy zaludnienie stało się tak gęste, że dzikie zbieractwo przestało wystarczać do utrzymania.

Pierwsze uprawy zostały tak wybrane, by dostarczały składników trudno dostępnych w przyrodzie, tj. węglowodanów. Równolegle, udomowienie zwierząt zaczęło dostarczać stałego źródła wysoko skoncentrowanych białek.

Od samego początku techniki rolnicze (przede wszystkim wycinanie i wypalanie, wypasanie, orka i zarządzanie terenami dzikich zwierząt) wywierały duży wpływ na środowisko, w którym były używane. Na obszarach mało zdatnych do uprawy, gdzie było zbyt mało lub zbyt dużo wody lub gdzie okres wegetacji był zbyt krótki, doprowadziło to z czasem do lokalnej i regionalnej degradacji gleby.

Możemy obserwować tego skutki na terenach tak różnych jak wyżyny w Wielkiej Brytanii i Azja Środkowa, których gleby są na stałe zdegradowane lub nieodwracalnie zmienione przez wczesną kultywację.

kombajnChociaż przez tysiące lat wzrost rolniczej produktywności i zaludnienia był powolny, a uprawa ziemi przebiegała przy użyciu praktycznie takich samych technik i narzędzi, w ostatnich ok. 300 latach nastąpiła zmiana jakościowa związana z wprowadzeniem paliw kopalnych. Poskutkowało to radykalnymi zmianami, takimi jak rozpoczęcie długodystansowego handlu surowcami w XVIII w., użycie nawozów chemicznych w XIX w. oraz wprowadzenie na wielką skalę ciężkich maszyn w XX w. - nieprzypadkowo po zakończeniu II Wojny Światowej, gdy większość przemysłu zbrojeniowego została przekwalifikowana na produkcję maszyn rolniczych.

W tym samym czasie skoki w wiedzy naukowej pozwoliły na wzmożoną produkcję wysokowydajnych i odpornych upraw, czego kulminacyjnym punktem są “zaprojektowane uprawy” ery organizmów genetycznie modyfikowanych.

Równocześnie systemy takie jak biodynamika i permakultura usiłują zachować tradycyjną wiedzę rolniczą opartą na pokoleniach obserwacji i prób lub połączyć ją ze współczesną wiedzą i metodami naukowymi.

Dzisiejszy wpływ agrokultury

Agrokultura wpływa na wiele sposobów na zmiany klimatyczne. Największy wpływ ma degradacja gleby poprzez orkę, która niszczy organiczną wierzchnią warstwę gleby. Skutkiem tego jest uwolnienie do atmosfery mniej więcej takiej samej ilości dwutlenku węgla jak poprzez globalne zużycie paliwa we wszystkich pojazdach spalinowych.

zniszczona glebaIntensywne uprawy pozbawiają glebę znacząco większej ilości składników odżywczych niż ilość uzupełniona w sposób naturalny lub poprzez nawożenie. Około 85% terenów rolnych posiada obszary zdegradowane poprzez erozję, zasolenie, ubicie i inne czynniki. Degradacja gleby w ostatnich 50 latach zmniejszyła globalną produktywność rolną o 13%. W zestawieniu ma także udział użycie maszyn rolniczych oraz przetwarzanie, składowanie i transport żywności.

Równocześnie, poprzez ekspansję rolnictwa, zagrożone lub aktywnie niszczone są całe ekosystemy. Agrokulturalna konwersja na pola uprawne i pastwiska ma wpływ na jedną czwartą globalnej powierzchni lądu, wyparła jedną trzecią lasów umiarkowanych i tropikalnych oraz jedną czwartą naturalnych łąk. Przewiduje się, że dodatkowa jedna trzecia istniejących terenów będzie przekształcona w następnych 100 latach.

Zanieczyszczenie pochodzące z nawozów oraz nawadnianie pól uprawnych wywiera dodatkową presję na te ekosystemy, w szczególności na terenach suchych. Nawadnianie odprowadza wodę z naturalnych ekosystemów i zwiększa zasolenie nawadnianych terenów, czyniąc je nieproduktywnymi w dłuższej perspektywie.

Skurczenie się Morza Aralskiego w centralnej Azji (kiedyś drugiego pod względem wielkości śródlądowego zbiornika wodnego) o jedną trzecią oraz wysychanie rzeki Kolorado są rezultatami projektów nawadniania na wielką skalę.

Pozostałości po nawozach i pestycydach, wraz z odchodami zwierzęcymi przeciekają do dróg wodnych i pogarszają jakość wody. Agrokulturalny odpływ wody już skutkuje znaczącymi problemami związanymi z zanieczyszczeniem wody w Morzu Śródziemnym oraz w Zatoce Meksykańskiej.

W lądowych ekosystemach, nasycenie azotem może zaburzyć chemię gleby, prowadząc do utraty innych składników gleby i ostatecznie do zmniejszenia jej urodzajności. Nadmiarowy azot może także siać spustoszenie w strukturze ekosystemów wpływając na liczebność i rodzaj gatunków je zamieszkujących. Ameryka Północna i Europa najbardziej cierpią z powodu nadmiaru azotu, ale kraje rozwijające się szybko do nich równają z gwałtownie wzrastającym zużyciem nawozów.

mlode byczkiNasz wybór żywności także ma wpływ na globalny klimat. Intensywnie hodowane zwierzęta zużywają do 50% plonów zboża w krajach rozwiniętych i 25% w krajach rozwijających się, wytwarzając przy tym nieproporcjonalne ilości metanu - gazu cieplarnianego 10 razy aktywniejszego od dwutlenku węgla. Intensywna produkcja mięsa zużywa około 3 razy więcej obszaru lądu niż warzywa i zboża oraz 3 razy więcej paliw kopalnych. Przemysłowe systemy hodowli zwierząt odpowiadają za trzy czwarte światowej produkcji drobiu, dwie trzecie produkcji jaj oraz prawie połowę podaży wieprzowiny.

Obok wykluczenia z biznesu małych gospodarstw wiejskich, trend w kierunku systemów przemysłowej hodowli zwierząt ma poważne skutki dla wody, środowiska i zdrowia człowieka - zarówno w krajach rozwiniętych, jak i rozwijających się. Wielkie ilości i wysokie stężenia odchodów zwierzęcych to zbyt dużo, by sobie mogły z tym poradzić okoliczne tereny wiejskie. Produkowane są przy tym gazy cieplarniane pod postacią metanu i tlenku azotu, obydwa o wiele aktywniejsze od dwutlenku węgla.

Sukcesywne hodowanie wysokowydajnych upraw i ich selekcja do uprzemysłowionej produkcji żywności zagrażają podważeniem genetycznego zróżnicowania upraw, zachowanie którego jest kluczowe do przeżycia w czasach dużego wpływu na środowisko, który jest przewidywany wraz z przyspieszającymi zmianami klimatycznymi. Innym zagrożeniem jest pełzająca prywatyzacja puli genetycznej poprzez patentowanie ziaren i manipulacje genetyczne prowadzone przez niewielką grupę wielonarodowych kompanii, gdy jednocześnie zmniejsza się globalna populacja hodowców oraz tradycyjna wiedza o uprawie ziemi.

Wymóg egzotycznej i posezonowej produkcji zwiększa drogę żywności do konsumenta i odciąga hodowców w innych krajach od żywienia samych siebie do dostarczania towarów luksusowych ludziom w bogatych częściach świata.

Produkcja żywności na osobę jest obecnie wyższa w krajach rozwijających się niż w krajach rozwiniętych, ale setki milionów ludzi wciąż głoduje, co jest rezultatem zdeformowanych zależności handlowych oraz długów spowodowanych przez skorumpowane rządy w imieniu mieszkańców ich krajów.

Scenariusze zmian klimatycznych oraz ich wpływ na rolnictwo

Obecnie już mało kto wątpi, że średnia temperatura globalna będzie wzrastać. Trwa dyskusja o tym, jak bardzo wzrośnie i jakie będą tego skutki uboczne na klimat regionalny. Podnoszący się poziom morza będzie oznaczał utratę wielkich wysokoproduktywnych obszarów rolniczych w regionach nabrzeżnych i nisko położonych, gdzie leży dużo najbardziej urodzajnych terenów.

Klimat i strefy wegetacji staną się niestabilne na kilka dekad, jeśli nie stuleci, zanim zostanie osiągnięta nowa równowaga. Wzrastające temperatury spowodują wyjałowienie dużych terenów stref umiarkowanych prowadząc do spadku produktywności dla konwencjonalnych upraw i zmniejszonej zdolności gleby do gromadzenia węgla.

słonecznikiPustynia i sawanna rozciągnie się na tereny obecnie intensywnie uprawiane, włączając w to Europę Środkową i południowe Stany Zjednoczone. Dalsze zmiany w regionalnych klimatach i zależnościach pogodowych mogą zostać spowodowane poprzez topnienie polarnych czap lodowych i wiecznej zmarzliny na dużych północnych szerokościach geograficznych oraz zmiany w prądach oceanicznych i kierunkach wiatrów.

Ostatecznym efektem tych wszystkich zmian będzie stopniowe, a potencjalnie drastyczne zmniejszenie obszarów dla produkcji żywności zarówno dla człowieka, jak i innych ziemskich gatunków i ekosystemów.

Zdolność utrzymania

Jak wiele ludzi Ziemia może rzeczywiście utrzymać, przy jednoczesnym utrzymaniu wielości innych form życia i spełnianiu jej funkcji podtrzymujących życie? Odpowiedź zależy częściowo od tego jakie limity nałożymy sami sobie oraz od fizycznych granic podtrzymywania życia przez planetę.

Poprzednie przewidywania wahały się w szerokich granicach pomiędzy 2,2 a 22 miliardami, ale większość z nich - w szczególności te wyższe - małą uwagę poświęcały ziemi jako samopodtrzymującemu się układowi, który dopiero zaczynamy w pełni rozumieć. Zrozumienie to prowadzi do wniosku, że wielkie obszary lądów i oceanów będą musiały być odłożone na bok i pozostawione w nienaruszonym stanie na tzw. “usługi ekosystemowe”, tj. odzyskiwanie węgla, azotu i innych niezbędnych pierwiastków. Redukuje to obszar lądu dostępny do intensywnej produkcji żywności.

W roku 1700, zanim Brytania zaczęła importować duże ilości żywności z krajów zamorskich, kraj mógł być uważany za mniej więcej samowystarczalny pod względem żywności i innych surowców. W tym czasie na wyspie żyło ok. 5 milionów ludzi. W 1851r. liczba ta wzrosła do 20 milionów, powoli zaczęły się pojawiać nawozy chemiczne i rozpoczął się globalny handel żywnością (np. import z Kanady pszenicy zastępującej rodzimy owies i jęczmień).

Obecna liczba ponad 6 miliardów ludzi żyjących na świecie, prognozowana na około 10 miliardów w roku 2040, może bezpiecznie być uważana za nie do utrzymania. Wykładniczy wzrost populacji od roku 1700 do teraz, jest bezpośrednio powiązany ze wzrostem zużycia paliw kopalnych w tym okresie. Razem wzięte, czynniki te obciążają system podtrzymywania życia na planecie, co zaczyna być widoczne bardziej niż kiedykolwiek.

Wniosek z tego płynący jest taki, że aby zapewnić przetrwanie ludzkości, musimy podjąć kroki w celu zredukowania naszej liczebności, im wcześniej tym lepiej (...) Zmiana z rolnictwa opartego o intensywne zużycie paliw kopalnych - co jest niezbędne do uniknięcia katastrofalnych zmian klimatycznych - będzie skutkować przynajmniej czasowym spadkiem produktywności. Jeśli dodać do tego potencjalną utratę produktywnych obszarów w wyniku podnoszącego się poziomu morza i ekspansji terenów pustynnych, staje się jasne, że w przyszłości Ziemia nie będzie zdolna do utrzymania takiej liczby ludzi, jak wtedy gdy żyli nasi dziadkowie.

Zmniejszenie eskalacji intensywności i zakresu użytkowania ziemi przez człowieka jest kluczowym zadaniem dla nas i dla następnych pokoleń. W tym celu potrzebna jest pilna globalna akcja w zakresie planowania rodziny, ale temat ten nie jest obecny w świadomości publicznej, nie wspominając o polityce.

Żywność jutra

kapustaWiemy, że w przyszłości nie będziemy mogli się wyżywić w taki sam sposób, jak to robiliśmy dotychczas. Rozpatrywano wiele alternatyw w różnych sektorach społeczeństwa, niektóre przy dużym udziale publicznych lub prywatnych funduszy, a inne poprzez zmotywowane, zdecentralizowane ruchy społeczne.

Redystrybucja żywności

Istotnym aspektem przyszłego bezpieczeństwa żywnościowego jest ponowne stworzenie na świecie lokalnej produkcji żywności. Miejska produkcja żywności ma duży potencjał jeśli chodzi o intensywne uprawy, a precedensy istnieją w ostatnich doświadczeniach z Kuby, jak również w historii - miasta takie jak Paryż były eksporterami żywności pod koniec XIX w.

Zmiana w nastawieniu do produkcji żywności od chłopów, pracowników lub ekscentryków w kierunku kluczowej i uniwersalnej aktywności ludzkiej, jest konieczna. Jest to wielkie zadanie edukacyjne i równocześnie ludzie powinni uzyskać dostęp do ziemi i środków do wytwarzania ich własnej żywności. Lokalna produkcja żywności zawierałaby recykling odpadów organicznych, włączając w to odchody ludzkie.

W takich okolicznościach bioregionalna samowystarczalność może być osiągalna w wielu częściach świata, przynosząc w rezultacie drastyczną redukcję w długości drogi żywności do konsumenta w krajach rozwiniętych i uwolnienie farmerów z krajów rozwijających się od produkcji żywności dla pieniędzy od zamożnych konsumentów z Zachodu.

Ścieżka niskich technologii

buraki ćwikłowe w bio-ogródkuAgrokultura organiczna zużywa jedynie ułamek ilości pestycydów i nawozów w porównaniu do agrokultury chemicznej i z tego powodu wytwarza mniej zanieczyszczeń, zarówno w postaci gazów cieplarnianych, jak i wypłukiwania składników odżywczych. Wciąż jednak opiera się na orce na dużą skalę, uwalniając przy tym węgiel zawarty w glebie do atmosfery.

Z drugiej strony, próbuje ona odbudować urodzajność ziemi, a tym samym zawartość węgla w glebie poprzez wprowadzanie odpowiednich ilości nawozów zwierzęcych i roślinnych. Pod względem efektywności agrokultura organiczna jest mniej produktywna od chemicznej, zatem większy obszar jest potrzebny, aby wyżywić taką samą liczbę ludzi.

Permakultura jest projektowym podejściem do dostarczania żywności i zaspokajania innych ludzkich potrzeb przy użyciu zasad ekologicznych jednocześnie zachowując i odtwarzając ziemskie ekosystemy. Podejście to utrzymuje, że jest możliwa integracja produkcji żywności z usługami ekosystemowymi. Kluczowymi elementami są zachowanie i odbudowanie gleby poprzez uprawy roślin wieloletnich i kultywację technikami uprawy zerowej.

Systemy permakulturalne są mniej produktywne od intensywnej agrokultury, jeśli mierzyć tylko plonami z danego obszaru. Niemniej jednak, możliwych jest kilka zbiorów z tego samego obszaru i usługi ekosystemowe mogą zostać połączone z użytecznością produkcyjną.

Kombinacja kultywacji organicznej i permakultury może potencjalnie dostarczyć wysokich i stabilnych plonów rozmaitych upraw, równocześnie dostarczając funkcji ekosystemowych takich jak tworzenie gleby i zapewnienie obszarów różnorodności biologicznej. Techniki te są idealnie przystosowane do integracji z ludzkim osadnictwem w każdej skali, co drastycznie zmniejsza drogę żywności do konsumenta. W dłuższej perspektywie mogą również wykorzystać wieś do ochrony istniejących i odbudowania zdegradowanych ekosystemów.

Niestety, jak do tej pory mamy bardzo małe doświadczenia ze stałymi uprawami i wiele obiecujących upraw nie było jeszcze szczegółowo przeanalizowanych pod kątem produktywności i długoterminowego zdrowia. Potrzebne są dużo intensywniejsze badania o wysokoproduktywnych uprawach wieloletnich, ich kultywacji i przetwarzaniu, jak również konieczna jest szeroko zakrojona edukacja rolników o ich użytkowaniu i sprzedaży.

Biorąc pod uwagę nieprzewidywalność przyszłych regionalnych klimatów takie badania muszą rozszerzyć założenia o tym jakie rośliny i zwierzęta będą najlepiej przystosowane do produkcji żywności w przyszłości, jak również wybrać gatunki i rodzaje adaptujące się do szerokiego zakresu warunków.

Ścieżka wysokich technologii

Chociaż wielu z nas może nie mieć ochoty widzieć na własne oczy, ani nawet myśleć o przyszłości wysokich technologii, musimy być świadomi, że wielka część publicznych i prywatnych funduszy badawczych jest na nie przeznaczona i powinniśmy rozważyć czy i jak rozwiązania wysokich i niskich technologii mogą koegzystować w przyszłości.

Ta ostatnia opcja zakłada ciągłe źródło wysoko skoncentrowanej i łatwo dostępnej energii. Ponieważ paliwa kopalne nie spełniają tej roli z powodu ich wpływu na zmiany klimatyczne, energia atomowa pozostaje jedyną istniejącą alternatywą. W bliskiej perspektywie może to oznaczać użycie materiałów rozszczepialnych, co jest bardzo kontrowersyjne.

Składowanie odpadów atomowych jest jednym z problemów, tak samo jak scentralizowana kontrola zasobów i wrażliwość na sabotaż, terroryzm i działania wojenne. Wszystkie te czynniki mogą stać się coraz bardziej prawdopodobne w świecie ubywających i nierówno rozłożonych zasobów.

Synteza jądrowa może teoretycznie dostarczyć nieograniczonych ilości energii przy minimalnym zużyciu surowców. Chociaż powstają raporty o postępach w pracach nad syntezą jądrową, jak do tej pory nie nastąpił wyraźny przełom, a synteza jądrowa podlega takim samym czynnikom ryzyka jak produkcja energii z materiałów rozszczepialnych. Przydatność tej ścieżki zależy od szybkiego rozwoju prac nad produkcją energii w procesie syntezy oraz (wykluczając atomową dyktaturę) społeczny konsensus co do użycia syntezy jądrowej w bliskiej i średniej perspektywie czasowej oraz co do radzenia sobie z odpadami i innym ryzykiem.

groszek cukrowy w bio-ogródkuUżycie organizmów genetycznie modyfikowanych zaproponowane przez naukowców, ludzi biznesu i ustawodawców jako sposób rozwiązania przyszłego kryzysu żywnościowego, zależy od wysokiego wkładu energetycznego i technologicznego. Znane zagrożenia to zwiększona odporność szkodników, rozwój “superchwastów” i następująca po tym potrzeba użycia jeszcze silniejszych pestycydów i herbicydów. Mogą się ujawnić inne, jeszcze nieznane zagrożenia, ponieważ badania nad tymi technologiami i ich skutkami ubocznymi są jeszcze w bardzo wczesnej fazie.

Prawa własności i dostęp do organizmów genetycznie modyfikowanych są obecnie, z niewieloma wyjątkami, trzymane tylko przez wielonarodowe korporacje, aczkolwiek nie musi tak być. Ponieważ większość obecnie rozwijanych organizmów genetycznie modyfikowanych jest powiązana z przemysłowym trybem produkcji żywności, mają one ograniczone zastosowanie do osiągnięcia lokalnej samowystarczalności żywnościowej.

Produkcja syntetycznej żywności brzmi jak fantastyka, ale w rzeczywistości produkcja artykułów spożywczych w sztucznych środowiskach przy użyciu organizmów genetycznie modyfikowanych ma już miejsce. Można w ten sposób dostarczać żywności z małego obszaru przy względnie małym zużyciu zasobów, ale zależy to również od wysokiego wkładu energetycznego. Technologia ta jest wciąż w bardzo wczesnej fazie rozwoju i potrzebne jest więcej badań i dalszy rozwój, aby odkryć jej prawdziwy potencjał oraz zagrożenia i efekty uboczne.

Wnioski

Wszystkie z powyższych strategii mają dodatkową wadę, taką że istnieją one dopiero od krótkiego czasu i nie mamy zbyt dużego doświadczenia jeśli chodzi o ich przydatność, efektywność i możliwe skutki uboczne.

Jak stwierdza James Lovelock, czas wdrożenia nowych technologii wynosi około 40 lat, licząc od pierwszego publicznego zaistnienia do szerokiej ich akceptacji. W obecnych warunkach przy zmieniającym się klimacie, nie mamy tyle czasu. Będziemy musieli podjąć ryzyko i pomyśleć także o krótko- i średnioterminowych strategiach wyżywienia ludności, przy jednoczesnym rozwijaniu długoterminowych zrównoważonych metod odpowiednich dla liczby ludzi będącej poniżej - dotychczas nieznanej - zdolności utrzymania dla przyszłej Ziemi.

Może to oznaczać niewygodne decyzje i częste wybory opcji będącej najmniejszym złem, ale alternatywą byłoby katastrofalne zmniejszenie i następujące po tym załamanie populacji i struktur społecznych, rozpaczliwe walki o ubywające zasoby oraz szybka konsumpcja łatwo dostępnych zasobów naturalnych, włączając w to wszystko co da się zjeść, podważając w ten sposób podstawy do przetrwania na tej planecie dla wszystkich ludzi za wyjątkiem niewielkiej ich grupy.

Tekst w oryginale: Agriculture and climate change