Klimatförändringarna är på gång, och mänskliga aktiviteter som urbanisering, industrialisering och livsmedelsproduktion är viktiga bidragsgivare. Enbart livsmedelsproduktion står för cirka 25 % av de globala koldioxidutsläppen. Ironiskt, de förändrade vädermönstren och mer frekventa extrema väderhändelser till följd av klimatförändringar sätter också världens livsmedelsförsörjning på spel.

Matproduktion driver avskogning, vilket betyder att det finns färre träd att absorbera koldioxid, som bidrar till växthuseffekten. Vad mer, gödningsmedel och bekämpningsmedel som används för att skydda grödor har orsakat en dramatisk minskning av insektsbestånden, och i markens bördighet, genom att påverka de mikrobiella organismer som berikar jorden och gör det möjligt för växter att få näring.

På samma gång, världens befolkning ökar och det förväntas finnas mer än 9,5 miljarder människor på jorden år 2050. Som svar på dessa prognoser, FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation (FAO) kämpar för en ökning av livsmedelsproduktionen med 60 % till 2050, genom att intensifiera jordbruket för att bli mer produktivt och använda färre resurser, allt utan att öka mängden jordbruksmark.

Det är ännu inte klart exakt hur denna "intensifiering" ska ske. Alternativa metoder, som ekologiskt jordbruk, respekterar markens ekologi och insektsliv och kan återställa markens bördighet. Men de kan inte, för närvarande, producera lika mycket mat som industriellt jordbruk.

Men tanken att vi behöver mer mat kan diskuteras. Fastän, enligt FAO, det finns 821 miljoner människor globalt som lider av hunger, världen producerar 50 % mer mat än vad som behövs för att föda världens befolkning. En annan uppskattning från biologen och författaren Colin Tudge tyder på att den nuvarande livsmedelsproduktionen kan föda så många som 14 miljarder människor. Men en tredjedel av denna mat går till spillo på grund av förvrängda försörjningssystem, orättvis matdistribution och ohälsosamma och ohållbara kostvanor.

Så, ansträngningarna från experter inom livsmedelssektorn bör inte koncentreras på intensifiering av jordbruket, utan snarare på strategier för att förändra konsumtions- och avfallsmönster på lokal och global nivå. Min egen forskning om urbant jordbruk och hållbara städer tyder på att det finns tre huvudområden där effektiva förändringar kan göras.

1. Återvinning av matavfall

Matkonsumtionen behöver bli "cirkulär". Det gör att organiskt avfall som matrester inte går till deponi, utan omvandlas istället till kompost (som kommer att behövas vid en övergång till ekologiskt jordbruk) och biogas.

För närvarande, organiskt avfall återvinns endast i liten utsträckning, med vissa länder som Tyskland och Nederländerna ledande, medan andra inklusive Italien och Belgien ligger efter. Men det finns ny teknik som kommer fram för att göra denna process lättare.

Till exempel, Local Energy Adventure Partnership (LEAP) har skapat en anaerob rötkammare designad för urbana sammanhang:denna maskin kan omvandla organiskt avfall från bostads- eller kommersiella byggnader till kompost och biogas som kan driva mattillväxt i städerna.

Vissa experter föreslår också att visst matavfall – om det behandlas på rätt sätt – kan användas som djurfoder:en praxis som för närvarande är förbjuden av hygienskäl. Om den återställs, denna åtgärd kan minska miljöpåverkan från spannmålsodling, eftersom det odlas mindre för att foder boskapen.

2. Stadsjordbruk

Ett annat alternativ är att minska efterfrågan på jordbruksmark genom att odla mat i städer, där fler människor behöver det, därigenom minskar de avstånd som maten måste resa. Detta skulle också göra det möjligt för producenterna att kartlägga och matcha konsumenternas efterfrågan mer effektivt, genom att producera nära de platser där maten konsumeras.

Det finns mycket forskning om urbant jordbruk och hur städer kan stödja det, allt från vertikala gårdar - hydroponiska system som möjliggör odling på vertikala ytor - till principer för planering av städer som underlättar användningen av mark, hustak och andra utrymmen för att odla mat till en kontinuerlig grön infrastruktur.

I detta område, för, det är möjligt att hitta innovationer utformade för att göra stadsodling enklare och mer hållbar. Till exempel, Farmhouse är ett modulärt hussystem lämpligt för vertikal stapling som gör det möjligt för alla boende att odla mat. Och Blockchain Domes är ett patenterat system som använder överskottsvärme från datorservrar för att ge optimala termiska förhållanden för växthus i kallare klimat.

3. Ändra dieter

Det tredje alternativet är att uppmuntra människor att ändra sina dieter. Växande medelinkomstgrupper i utvecklingsländer konsumerar allt större mängder kött, ost och ägg. I Kina, sedan 1990, konsumtionen av nötkött och fjäderfä har fyrdubblats. Men odlingsdjurens kost är tung i spannmål, som istället skulle kunna användas för att mata människor mer effektivt. Också, boskapsuppfödning kräver stora mängder vatten och gräsmark, ibland fås genom avskogning.

Att få människor att äta mindre kött kommer att bidra till att lätta på trycket på världens matsystem. I städer, regeringar, forskningsinstitutioner, samhällen och företag kan samarbeta om matinitiativ för att ge människor hälsosammare, billigare och mer hållbara val – men detta kräver politisk vilja och organisation mellan olika förvaltningsnivåer.

Klart, var och en av dessa tillvägagångssätt har ett begränsat handlingsutrymme, jämfört med jordbrukstekniker eller -strategier som kan användas på industriell nivå. Men med så många lovande förslag, det kan finnas ett mångsidigt tillvägagångssätt som effektivt utnyttjar de befintliga resurserna i städerna, samtidigt som konsumenternas vanor förändras. Tillsammans med dessa tre förändringar, effektivare politik för rättvisa och suveränitet i livsmedel kan skapa rättvisare livsmedelsförsörjningskedjor och mer rättvis distribution av livsmedel runt om i världen.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.