Det finns allvarliga utmaningar för den globala livsmedelsförsörjningen överallt vi tittar. Intensiv användning av konstgödsel i USA:s mellanvästern gör att näringsämnen rinner ut i floder och bäckar, försämrar vattenkvaliteten och orsakar en död zon i Connecticutstorlek i Mexikanska golfen. Chokladproduktionen kommer snart att utmanas i Västafrika – hem för över hälften av den globala produktionen. En mängd olika näringspåverkan förutsägs på grund av ökad koldioxid i atmosfären – inklusive minskat proteininnehåll i mat, som har potential att förvärra undernäring. Och detta är bara ett mycket litet urval av riskerna för livsmedelsförsörjningskedjan som förutses.

Matens framtid då, kan låta ganska dystert. Men så behöver inte vara fallet. Matsystemet kan bli en del av lösningen på miljöutmaningar, om vi gör några ändringar i den. Det kan också vara ett instrument för människors hälsa, välbefinnande, värdighet, och försörjning – snarare än motsatsen.

Men detta kommer inte att hända utan en radikal omprövning av våra matsystem och konsumtionsmönster över hela världen – särskilt inom ramen för våra städer. Uppemot 75 % av den globala nordens befolkning är urbaniserad och den globala södern rör sig snabbt i denna riktning. Strategier för hur dessa stadsregioner kan matas med mer lokala resurser är avgörande.

De som bor i det urbana globala norr är mycket bekväma med att ha all mat som önskas tillgänglig när som helst under hela kalenderåret. Detta kommer till en hög kostnad. Mat som transporteras med flyg orsakar nästan fyra gånger så mycket CO₂ som släpps ut jämfört med lastbil och 38 gånger så mycket som en jämförbar mängd som transporteras på järnväg. Biologisk mångfald och förlust av ekosystem hotar livsmedelsproduktionen – och under tiden, jordbruket är en nyckelfaktor bakom denna förlust. Vidare, överdriven vattenanvändning för exportjordbruk i vattenstressade områden kan negativt påverka lokal mat och försörjning – till exempel för att säkra stora mängder avokado för globala marknader i norr.

Om vi ​​ska undvika några av dessa kriser, vi måste tänka om var vår mat kommer ifrån och flytta, åtminstone delvis, mot mer säsongsbetonad kost med lägre markanvändning och en allvarlig minskning av den globala handeln – särskilt för frukt, grönsaker, och protein.

Vi kan göra allt detta genom att ta itu med åtta faktorer som har förvärrat och förstärkt miljökatastrofer i våra livsmedelssystem.

1. Kostmönster

Det är särskilt viktigt att köttkonsumtion och överskott av kalorier i länder med hög köttkonsumtion och fetma minskar. Att konsumera mycket mindre kött ger den största förmågan att mata fler människor med mindre mark i USA, till exempel, där köttkonsumtionen är särskilt hög. Varje global studie av kost och växthusgaser indikerar att minskad köttkonsumtion är den största drivkraften för att minska utsläpp av växthusgaser via kostomläggning. Cirka 1,1 miljoner hektar överskottsproduktion av majs behövs för att producera överskottet av kalorier som konsumeras av bara amerikaner årligen.

2. Produktionsmetoder

Större ekologiska och agroekologiska strategier bör prioriteras framför högt industrialiserade jordbruksmetoder. Dessa jordbruksformer använder mycket mindre gödsel – vilket inte bara är dåligt för den biologiska mångfalden utan också ger höga utsläpp. Under 2011, jordbruket i min hemstat Michigan köpte tillsammans cirka 200, 000 metriska ton kvävegödsel till en CO₂-kostnad av 1,34 miljoner ton (motsvarande det som produceras av 291, 000 amerikanska bilar på ett år). Under tiden, produktionen av ekologiskt brödvete i Storbritannien verkar använda mindre energi per ton än konventionell produktion, med mycket lite av det från produktion och användning av kvävegödsel.

3. Försörjningskedjor

Stora mängder mat behövs för alla stadsregioner – en amerikansk stadsregion med en miljon människor kommer att behöva cirka 900 miljoner kg mat årligen. Även om "matmil" är problematisk som en diskriminator för utsläpp av växthusgaser, kortare försörjningskedjor är förmodligen mer mottagliga för elfordonstransporter än långväga transporter – och därmed i slutändan för förnybar energianvändning. Som sådan, städer bör sträva efter att köpa sin mat från den omgivande regionen snarare än globalt. Inom stadsregionerna borde det också vara möjligt att använda avfallsåtervinning mer robust, skapa kolkretslopp samt biogeokemiska kretslopp för växtnäringsämnen som fosfor och kväve. Eftersom fosfor är väsentligt och icke-förnybart medan produktion av kvävegödselmedel kräver stor energitillförsel är detta mycket användbart.

4. Matsvinn

Även om mat går förlorad i hela försörjningskedjan, det uppskattas att de största förlusterna inträffar på konsumentnivå i det globala norr. Dessutom, en stor mängd produkter går till spillo för att inte uppfylla kosmetiska standarder för detaljhandeln. All energi till produktion, transport, och bearbetning av denna mat är också bortkastad. Denna moderna avfallskultur måste åtgärdas.

5. Koncentrerad produktion

Vissa grödor odlas på ett intensivt koncentrerat sätt, vilket gör dem sårbara för klimatförändringar och skadedjur. Till exempel, över hälften av amerikanska färskvaror och nötter odlas i Kalifornien, och ett antal av dessa grödor kommer att påverkas negativt detta århundrade. Även om det finns forskning för att utveckla fler drag- och värmetoleranta sorter över en rad grödor, verkar det också förutsebart att distribuera produktionen bredare. Variationer i vädermönster kan göra detta till en utmaning. Men strukturer som polytunnlar kan markant utöka säsongen – till 12 månader för sallad och ytterligare två till tre månader för tomater. Och ett antal grödor, till exempel äpplen, kan lagras färsk i flera månader med kontrollerad atmosfärslagring.

6. Belöningsstrukturer

Att göra negativa effekter (eller kostnader) av produktionen (som jordförlust) transparenta så att alla kostnader redovisas och sedan belöna bönder för sådant som kolbindning i marken, minimerade externa ingångar, och låg energianvändning istället för bara total produktion skulle i hög grad bidra till att minska dessa effekter.

7. Framtida proteinkällor

Idén med att odla insekter och maneter är bara några exempel på de innovativa förslag som har gjorts för att diversifiera proteinkällor utöver kött och, säga, soja. Detta skulle möjliggöra minskade nivåer av animaliskt protein i den globala norr och ökade nivåer i stora delar av den globala södern.

8. Allmän ordning

Mycket lite av den globala nordens enorma jordbrukspolitiska budgetar tenderar att spenderas på politik som bevarande, agroekologisk forskning, och ekologisk produktion. Politik som stimulerar utveckling av nya jordbrukare, utveckling av regionala marknader och försörjningskedja (som livsmedelshubbar), prioritera lämplig teknikutveckling i mindre skalor och prisklasser (inklusive robotik), hållbar energiproduktion och forskning för att minimera externa insatser och samtidigt bibehålla hög produktivitet behövs för att bidra till deras utveckling.

Allt som allt, mycket mer uppmärksamhet måste ägnas åt hållbarheten i planetens urbana livsmedelssystem. Om situationen fortsätter oförändrad, våra livsmedelskedjor kommer snart att vara i djupa problem.

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