饮食如何变化可以维持世界的食品生产

模型可帮助研究人员可持续地挖掘磷酸盐岩石的最佳方式。

如果你想真的乱搞世界的食品生产，那么一个良好的开始就是在摩洛哥。他们在这里没有得多，但它是矿山的家庭，其中矿山大多数已知的磷酸盐岩石储量，营养磷的主要来源。我们在全球大部分地球上大多数日子都会在这些地雷从磷酸盐岩石受精的田地上吃一些食物。

磷是生长食物的必需矿物质，但研究表明，这是不可持续的。如果储备运行低，则粮食生产将完全受到限制和饥饿。

现在，史蒂文斯理工学院的环保工程师David Vaccari以及同事制定了一种模型，以描述磷如何通过全球食品系统流动。该模型在2019年9月4日报道，环境科学与技术问题，可以预测几种不同的保护方法如何减少对不可再生资源的需求，这绝对对喂养世界至关重要。

磷酸岩被挖掘，为作物生产肥料，动物和人类吃。David Vaccari的模型计算磷矿挖掘的程度可以减少给定不同的保护场景。

“磷酸盐在地球上铺展，但几乎没有回收，”哈维卡里，磷酸盐研究的先驱，培养了这项工作。“该模型使我们能够回答特定的”如果“问题，以了解人类行为的某些变化可能会显着改善这种资源和扩展，帮助维持世界的粮食生产。”

过去，磷循环实际上是：人类和牲畜食用作物，而他们的粪便被用作天然肥料以再次种植作物。这些天，循环被打破了。每年进行磷酸盐岩石，转化为肥料。这被转化为货物，该作物被运送到食物的城市。在沿途的每一步都丢失了一些磷，并在环境中蜿蜒。来自农场的径流进入水道，食物垃圾进入垃圾填埋场，人类的废物进入污水处理，其中大部分最终最终在海中。循环已成为线性过程。

Vaccari和同事模拟此循环，可以上升或下调“旋钮”以创建不同的保护场景。当旋钮转过时 - 例如饮食中的动物肉的一部分，浪费的食物的一部分，人类废物的分数回收 - 该模型，食物系统的泄漏和损失因素，环回计算磷矿挖掘的程度。

在这种模型中，磷如何流过农业系统，“旋钮”可以上升或下降以创造不同的保护场景。当旋钮转过时 - 例如饮食中的动物肉的一部分，浪费的食物的一部分，人类废物的分数回收 - 该模型，食物系统的泄漏和损失因素，环回计算磷矿挖掘的程度。

该模型显示了几个有趣的结果：

集体饮食变化可以大大降低磷酸盐的需求。由于不同的动物对磷矿挖掘具有不同的足迹，因此这些变化可包括减少总肉类消耗或切换到需要生产饲料的肉类;例如，需要32磅的饲料来生产食用牛肉; 11磅以生产食用猪肉;四个生产可食用的鸡肉和左右的牛奶和鸡蛋。需要较少的饲料，磷酸盐挖掘的需求越少。达到的变化将减少对磷磷的需求达到一点;然后，令人惊讶的是，需求会增加。那是因为吃的肉类少一定会导致进食更多的作物，最初，农作物可以使用来自土壤中的天然矿物侵蚀等非矿业资源的磷。然而，天然矿物质侵蚀将不足以维持对作物的需求增加，因此磷矿矿就需要被击中。钙化表明，减少我们浪费的食物量约为80倍，这些食物在节约磷中比回收措施约为80倍。相同的废物。即使我们人类废物中100％的磷再循环，磷的开采只会减少约16％;再循环100％的食物垃圾将减少5％。回收对保护具有如此低的影响，因为再循环磷在食物系统中的大部分损失如肥料受到肥料。因此，虽然回收仍然是解决方案的一部分，但在第一个地方减少我们生产的浪费量更好。如果世界必须完全依赖于挖掘以外的磷，它只能够支持当前世界人口的三分之一，利用当前的使用水平和回收效率。但是，如果我们大大提高了我们的效率，就可以支持当前世界的两倍。

然而，世界不仅要耗尽磷。根据当前的情况，根据目前的使用率，根据VACCARI的说法，已知的磷储量可以在几个世纪中维持农业生产。但与氮素不同，这占大气的78％（以及肥料中的主要成分），磷酸盐是有限的资源 - “新的磷来源将难以通过，”哈维拉里说。

减少磷酸盐采矿具有其他优点。当磷“泄漏”从农业，食品生产和废物处理系统中，它有助于严重的水污染问题，如湖泊和沿海地区的有害藻类盛开。除了长期以来的公共卫生问题和藻类盛开在渔业社区的经济影响之外，致命各种藻类最近在美国南部导致了几只狗死亡。

“磷对生命至关重要，”瓦卡里说。“所以该计划是通过可持续和负责任地挖掘磷酸盐来保持左右 - 并且这种模式有助于我们看看如何做到这一点。”

参考：“全球磷酸盐的需求驱动模型表明磷可持续性的路径”由David A. Vaccari，Stephen M. Powers和Xin Liu，2019年8月8日，环境科学和技术.DOI：
10.1021 / ACS.EST.9b02464