Clima

Nature Food volumen 4, páginas 61–73 (2023)Citar este artículo

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Los sistemas alimentarios sostenibles requieren que la desnutrición y el cambio climático se aborden en paralelo. Aquí, estimamos las emisiones de gases de efecto invernadero que no son CO2 resultantes del cierre de la brecha de nutrientes dietéticos del mundo, la que existe entre el suministro de nutrientes a nivel de país y los requisitos de la población, para energía, proteínas, hierro, zinc, vitamina A, vitamina B12 y folato bajo cinco clima. escenarios de intervención amigables en 2030. Mostramos que mejorar la productividad agrícola y ganadera y reducir a la mitad la pérdida y el desperdicio de alimentos puede cerrar la brecha de nutrientes con hasta un 42 % menos de emisiones (3,03 Gt CO2eq año−1) en comparación con los patrones de suministro habituales con una brecha persistente de nutrientes (5,48 Gt CO2eq año−1). El aumento de la producción y el comercio de hortalizas, huevos y raíces y tubérculos puede cerrar la brecha de nutrientes con las emisiones más bajas en la mayoría de los países, con un aumento de ≤23 % en la producción calórica total requerida para 2030 en relación con 2015. Concluimos que la brecha de nutrientes del mundo podría cerrarse sin exceder los objetivos climáticos globales y sin cambios drásticos en las canastas de alimentos nacionales.

La sindemia global (pandemias sincrónicas de desnutrición y cambio climático) representa una amenaza creciente para la humanidad1, y la pandemia de COVID-19 exacerba estos efectos2. Al mismo tiempo, los sistemas alimentarios son responsables de un tercio (14–22 Gt CO2eq año−1 en 2015) de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI), ~33 % de las cuales son emisiones directas distintas del CO2 (es decir, CH4 y N2O) que ocurren en la granja3. El papel fundamental de los sistemas alimentarios para limitar el aumento de la temperatura media a 1,5 °C ya está bien establecido4,5, mientras que las naciones se han comprometido a acabar con todas las formas de malnutrición para 20306.

A pesar de que la producción de alimentos se duplicó en términos calóricos entre 1995 y 2015, más del 40% de la población mundial sigue viviendo en países con un suministro inadecuado de micronutrientes (por ejemplo, vitaminas y minerales) para satisfacer los requisitos fisiológicos de la población como resultado de cestas de alimentos actuales dominadas en gran medida por los cereales7,8. El déficit entre las necesidades y el suministro de nutrientes dietéticos (micro y macronutrientes), a nivel de país, se denomina brecha de nutrientes9,10, lo que implica que no es posible una nutrición adecuada incluso con una distribución equitativa dentro de los países. Aquellas regiones con mayores brechas de nutrientes, como el África subsahariana y el sur de Asia, tienden a tener una intensidad de emisiones de GEI mucho mayor por kilogramo de proteína animal debido a la baja productividad11. También se espera que tengan el mayor crecimiento demográfico12 y es posible que experimenten un suministro insuficiente de frutas y verduras13. Por lo tanto, asegurar un suministro adecuado de nutrientes sin exacerbar el calentamiento global requiere políticas cuidadosamente diseñadas informadas por indicadores apropiados14,15,16.

Las evaluaciones recientes se han centrado en gran medida en la demanda impulsada por los ingresos17,18 y los cambios dietéticos generalizados (por ejemplo, hacia dietas flexitarianas o vegetarianas)19,20 en lugar de los requisitos fisiológicos y las brechas nutricionales específicas de cada país. Algunos trabajos han incorporado límites ambientales en la búsqueda de dietas óptimas que proporcionen las cantidades recomendadas de proteínas21, grasas10 y otros nutrientes22. Los estudios basados ​​en la producción han incorporado indicadores compuestos de productividad que relacionan los nutrientes con la tierra14,23 y el agua24. Sin embargo, a menudo se han limitado a regiones y/o productos específicos. El enfoque de 'evaluación del ciclo de vida nutricional' se ha aplicado para comparar las diferencias regionales en los impactos ambientales de la producción de nutrientes, enfatizando la importancia de un ángulo de nutrición para comparaciones mejor informadas25. Los análisis de nutrientes y emisiones integrados en los desechos domésticos de alimentos han sugerido que el desperdicio mundial de alimentos equivale al 15 % de la ingesta recomendada de energía y vitamina A, y al 6,6 % del límite de GEI no CO2 relacionado con los alimentos para mantener el calentamiento global por debajo de 2 °C26 . En general, ahora existe una necesidad urgente de identificar los requisitos de nutrientes que faltan en los suministros alimentarios nacionales y cerrar estas brechas con las emisiones más bajas27.

Aquí proporcionamos estimaciones detalladas de las emisiones de GEI distintas del CO2 asociadas con el cierre de la brecha de nutrientes para abordar dos dimensiones de la desnutrición, a saber, la desnutrición y las deficiencias de micronutrientes, en cinco escenarios de intervención amigables con el clima. Desarrollamos un indicador compuesto de la intensidad de las emisiones de la producción de nutrientes para estimar las emisiones que no son de CO2 asociadas con el cierre de las brechas de energía, proteína, hierro, zinc, vitamina A, vitamina B12 y folato (es decir, cumplir con los requisitos de nutrientes ajustados a la población) de las poblaciones en 2030, siguiendo el Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) 2.2—'Para 2030, poner fin a todas las formas de malnutrición'. Utilizamos la programación lineal para optimizar la producción o el comercio de alimentos adicionales para minimizar las emisiones al cerrar la brecha de nutrientes. Dado nuestro enfoque en la producción agrícola primaria y las emisiones a nivel de finca, no consideramos la contribución de la fortificación a los suministros de nutrientes. Optimizamos los suministros de alimentos con base en canastas de alimentos actuales altamente desagregadas7 que reflejan las preferencias alimentarias nacionales para evitar cambios fundamentales en las dietas. Nuestra optimización cubre 156 cultivos y 40 productos animales (terrestres) para 128 países. Cuatro de los cinco escenarios amigables con el clima involucran el aumento de la producción nacional junto con la reducción a la mitad de las pérdidas y el desperdicio, y una mejor productividad agrícola y ganadera, mientras que uno asume un comercio internacional de alimentos amigable con el clima (Cuadro 1).

Con un enfoque respetuoso con el clima y sensible a la nutrición, optimizamos los patrones de suministro de alimentos para minimizar las emisiones adicionales y, al mismo tiempo, cerrar la brecha de nutrientes (es decir, todas las brechas de nutrientes) mediante la programación lineal. Utilizamos una variedad de fuentes de datos para calcular las emisiones específicas del producto. El alcance de nuestro análisis se limita a las emisiones agrícolas directas distintas del CO2 (CH4 y N2O) siguiendo la clasificación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC)28 debido a la falta de datos sobre las emisiones específicas del producto del uso de la tierra y la tierra. cambio de uso. Entre las emisiones agrícolas directas, también excluimos las emisiones de aguas residuales aplicadas a suelos, encalado y aplicación de urea, que no tienen atribución específica de cultivo y representan menos del 1% de las emisiones agrícolas a nivel mundial3. Nuestro enfoque en las emisiones que no son de CO2 está en línea con la literatura existente sobre los impuestos climáticos29 y las huellas de carbono30,31, ya que las emisiones de CO2 de las actividades upstream y downstream (por ejemplo, el uso de energía) se asignan a otros sectores, incluidos la energía, el procesamiento y el transporte. según la clasificación del IPCC.

Primero evaluamos escenarios basados ​​en la producción nacional, que incluía intervenciones de productividad y pérdida y desperdicio de alimentos (Tabla 1). A continuación, se introdujo un escenario comercial para explorar el potencial de explotar la ventaja comparativa para minimizar las emisiones y cerrar la brecha de nutrientes. Presentamos nuestros resultados en función de los factores de emisión predeterminados del método de nivel 1 del IPCC28, complementados con los cuantiles inferior y superior entre paréntesis (consulte Estimaciones de incertidumbre). Para interpretar nuestros hallazgos en el contexto de los objetivos climáticos globales, los comparamos con lo que llamamos emisiones permitidas de producción de alimentos. El término se refiere a las emisiones de agricultura, silvicultura y otros usos de la tierra (AFOLU) que no son de CO2 en 2030 compatibles con el Acuerdo de París32 (ver Acuerdo de París y emisiones permitidas de producción de alimentos), que redujimos de acuerdo con el alcance de este estudio (por ejemplo , población y fuentes de emisión).

La yuxtaposición de las brechas de nutrientes y las emisiones agrícolas de GEI a nivel de país reveló que los países con grandes brechas de nutrientes, concentrados principalmente en el África subsahariana y el sur de Asia, también tendían a tener una alta intensidad de emisiones de producción (Fig. 1). Con base en las estimaciones de población de la variante media de las Naciones Unidas para 2030, estimamos que los requisitos totales de nutrientes aumentarían en ~21 % para energía y ~29 % para proteínas, vitamina A, vitamina B12 y ácido fólico (datos de origen, figura 1). Por el contrario, los requisitos de hierro y zinc disminuirían en un 36% debido a la disminución de las tasas de natalidad y las reducciones asociadas en el embarazo en países con grandes poblaciones como China, India e Indonesia.

Los países se agrupan en cuartiles y se colorean en consecuencia para facilitar la comparación. Por ejemplo, el violeta claro ("Muy bajo") representa los países en el cuartil más bajo de la brecha de nutrientes (ver Datos de origen, Fig. 1), mientras que el rojo oscuro ("Muy alto") representa los países en el cuartil más alto de intensidad de emisiones de la producción total para un nutriente dado. La mayor intensidad de emisiones de la producción de vitamina B12 de fuentes animales, como la leche de vaca (ver Datos de origen, Fig. 1), sugiere particularmente una baja productividad en la producción ganadera. El predominio de la carne y los productos lácteos de rumiantes conduce a una intensidad de emisiones alta/muy alta de la producción total de nutrientes en países como Australia y Brasil, a pesar de la alta productividad ganadera en estos países, porque las emisiones relacionadas con la ganadería representan la mayor parte de las emisiones agrícolas y su dominio en los mercados nacionales. canastas de alimentos determina los volúmenes totales de emisión. Los mapas se dibujaron utilizando el paquete tmap R79.

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Las emisiones totales de gases distintos del CO2 de las actividades agrícolas en 128 países que cubren el 89 % de la población mundial alcanzaron las 4,62 (4,27–6,26) Gt CO2eq año−1 en 2013–2015 (Fig. 2). Esto representa ~77% de las emisiones totales de AFOLU, incluidas las emisiones de CO2 de suelos orgánicos drenados, tierras forestales y conversión neta de bosques, en 229 países. Suponiendo que las emisiones per cápita basadas en la producción y la adecuación de nutrientes (es decir, los requisitos de suministro de nutrientes/nivel de población) constantes en el futuro (escenario de negocios como de costumbre; BaU) daría como resultado 5,48 (4,76–7,02) Gt CO2eq año−1 en 2030, superando el percentil 75 de las estimaciones de emisiones permitidas compatibles con el Acuerdo de París. Sin embargo, las diferencias entre países en la intensidad de las emisiones de la producción de nutrientes fueron hasta 200 veces mayores para los productos de rumiantes como la leche de vaca (Datos de origen, Fig. 1). Tal heterogeneidad en la intensidad de emisiones de la producción determinó la efectividad de los escenarios de productividad y comercio.

Las barras muestran las emisiones totales de 128 países, es decir, n = 128, con la parte superior de la barra correspondiente a la moda como medida predeterminada de tendencia central. Los resultados se proporcionan en cinco escenarios (Tabla 1) y los patrones de suministro actuales se extrapolan a las poblaciones de 2030 (BaU). Por lo tanto, la brecha de nutrientes persiste bajo BaU. Las barras de error muestran los percentiles 25 y 75 y tienen un sesgo negativo (consulte Estimaciones de incertidumbre). El área sombreada en naranja representa la distribución de las emisiones permitidas de no CO2 para la producción de alimentos en 2030 (percentil 25 (Q1): 4,33 Gt CO2eq año−1 y percentil 75 (Q3): 5,31 Gt CO2eq año−1). La línea roja continua representa la mediana (Q2) (4,67 Gt CO2eq año−1). Las emisiones permisibles se calculan en base a un conjunto de modelos32,77 como se describe en la sección Acuerdo de París y emisiones permisibles de producción de alimentos. Los valores que se muestran aquí están escalados según el alcance de las fuentes de emisión y la población total cubierta en este estudio. Consulte los datos de origen, figura 2, para ver los resultados completos.

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Los aumentos en la producción amigables con el clima y nutricionalmente enfocados cerraron la brecha de nutrientes con emisiones más bajas en comparación con el BaU para 2030 (Fig. 2). Bajo los patrones actuales de productividad y pérdida y desperdicio (D-CP-FLW), las emisiones disminuyeron un 11 %, en comparación con el BaU, a 4,89 (4,52–6,70) Gt CO2eq año−1 (Fig. 2). Cerrar la brecha de nutrientes en el escenario de la mitad de pérdidas y desperdicios (D-CP-HLW) dio como resultado una reducción del 22 % (en comparación con BaU) en las emisiones, con 4,28 (3,95–5,83) Gt CO2eq año−1. Cerrar la brecha de rendimiento de los cultivos aumentó las emisiones de los cultivos de referencia en un 6 % debido al mayor uso de fertilizantes, mientras que mejorar la productividad del ganado redujo las emisiones de los cultivos de referencia en un 28 %. En general, la mejora de la productividad agrícola (D-IP-FLW) redujo las emisiones asociadas con el cierre de la brecha de nutrientes en un 33 % a 3,65 (3,35–5,00) Gt CO2eq año−1.

Cuando combinamos la mitad de la pérdida y el desperdicio con una productividad mejorada (D-IP-HLW), la reducción de las emisiones fue de hasta un 42 %, con 3,19 (2,93–4,34) Gt CO2eq año−1 para 2030. Finalmente, cerrar la brecha de nutrientes a través de El aumento de las importaciones de productos inocuos para el clima (T-CP-FLW) mostró una disminución del 14 % en las emisiones, lo que resultó en 4,70 (4,34–6,36) Gt CO2eq año−1. Nuestros hallazgos bajo los escenarios de producción nacional (D-CP-FLW) y comercio (T-CP-FLW) fueron similares porque los productos alimenticios óptimos eran en su mayoría fuentes de origen vegetal, que tenían diferencias mucho menores entre países en la intensidad de las emisiones en comparación con el ganado. productos En general, en comparación con las emisiones de gases distintos del CO2 permisibles para la producción de alimentos para 2030, cerrar la brecha de nutrientes a través de una mejor productividad y escenarios de pérdida y desperdicio a la mitad (D-CP-HLW, D-IP-FLW y D-IP-HLW) ayudó mantener las emisiones medianas del sistema alimentario por debajo del percentil 25 de las emisiones permitidas compatibles con el Acuerdo de París.

El desempeño relativo de los escenarios amigables con el clima varió levemente según el nivel de ingreso nacional (Fig. 3). Debido a las diferencias sustanciales en la brecha de nutrientes, los grupos de ingresos bajos y medianos bajos requirieron mayores aumentos de producción y juntos representaron más del 80% de las emisiones adicionales. La reducción a la mitad de la pérdida y el desperdicio de alimentos (D-CP-HLW) y la mejora de la productividad (D-IP-FLW) mitigaron las emisiones en mayor medida en el grupo de bajos ingresos en comparación con otros grupos de ingresos. Con la productividad actual y los patrones de pérdida y desperdicio, el aumento de las importaciones (T-CP-FLW) mostró un 13 % y un 6 % menos de emisiones en comparación con el aumento de la producción nacional (D-CP-FLW) en los grupos de ingresos bajos y medianos bajos, respectivamente. Por otro lado, las emisiones fueron similares bajo escenarios de producción y comercio interno en grupos de ingresos altos y medios altos, lo que puede explicarse por la observación de que son los principales socios comerciales que exportan a grupos de ingresos bajos y medios bajos. .

Las barras muestran las emisiones totales de 128 países en función de los factores de emisión predeterminados, con la parte superior de la barra correspondiente a la moda como medida predeterminada de tendencia central. Los resultados se proporcionan por nivel de ingresos y en cinco escenarios favorables al clima y los patrones de suministro actuales extrapolados a las poblaciones de 2030 (BaU). Una mayor proporción de productos pecuarios en sus canastas de suministro de alimentos da como resultado una mayor contribución del CH4 a las emisiones totales de GEI en los países de ingresos medianos altos y altos. Las barras de error muestran los percentiles 25 y 75 para las emisiones totales de GEI. Consulte los datos de origen, figura 2, para ver los resultados completos. Consulte la figura 1a de datos ampliados para las emisiones de CH4 (Mt CH4 año−1) y la figura 1b de datos ampliados para las emisiones de N2O (Mt N2O año−1).

De los nutrientes individuales que más faltan en los suministros alimentarios nacionales, las verduras (por ejemplo, zanahorias, espinacas y tomates) y la leche son fuentes importantes de vitamina A en varios países de ingresos bajos/medianos-bajos de Asia central, sudoriental y meridional. mientras que las batatas tienen una mayor contribución en el África subsahariana. Para la vitamina B12, para la cual los productos animales son las únicas fuentes alimenticias, la leche y los mariscos (particularmente el pescado de origen marino) son las principales fuentes. Cerrar la brecha de nutrientes sin un enfoque de optimización, es decir, simplemente aumentar la producción total por completo, requeriría duplicar la producción mundial porque los cereales dominan las canastas de suministro existentes (Fig. 5), y aquellos ricos en nutrientes faltantes son grupos de alimentos subrepresentados, como las verduras.

Minimizar las emisiones de GEI y cerrar la brecha de nutrientes dio como resultado diferentes prioridades de suministro de alimentos a nivel de país, según los nutrientes que faltaban y los supuestos de escenarios específicos. En todos los escenarios basados ​​en la producción nacional, las hortalizas y las raíces y tubérculos ricos en vitamina A (por ejemplo, la batata, el ñame y la yuca) se encontraban entre las opciones alimentarias óptimas que requerían los mayores aumentos de producción (en términos calóricos). El mayor dominio de los productos de origen vegetal en las canastas óptimas de los países de altos ingresos (Fig. 4) fue el resultado de la abundancia de productos animales en sus suministros de alimentos, lo que significa que cualquier brecha de vitamina B12 era efectivamente muy pequeña. Por el contrario, la carne de no rumiantes (por ejemplo, pato, conejo y pollo) también se presentó en soluciones óptimas en grupos de ingresos bajos, medios bajos y medios altos.

Para conocer las composiciones de los grupos de alimentos, consulte la Tabla 3 de datos ampliados. El mapa mundial está coloreado en función de los grupos de alimentos que requieren el mayor suministro adicional, ya sea de producción nacional o importada, para cerrar la brecha de nutrientes con las emisiones más bajas. Los países de color gris no están incluidos en el análisis. Los gráficos de barras muestran el número total de países que tienen el grupo de alimentos respectivo en su solución óptima, agrupados por su nivel de ingresos. Por ejemplo, bajo el primer escenario (D-CP-FLW) y en el grupo de bajos ingresos, hay 40 países con raíces y tubérculos en sus canastas óptimas de producción, mientras que 5 países tienen huevos. Consulte la figura 3 de los datos de origen para ver los resultados completos y la tabla 1 para ver las descripciones de los escenarios. Los mapas se dibujaron utilizando el paquete tmap R79.

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En el escenario de comercio (T-CP-FLW), las hortalizas y otros cultivos como las frutas reemplazaron raíces y tubérculos, y requirieron los mayores incrementos en un mayor número de países. Esto se debe a que los países exportadores en el espacio de solución óptima a menudo eran países de ingresos más altos con climas templados cuyas canastas de producción no incluían raíces y tubérculos ricos en vitamina A que sus socios necesitaban, como batatas, en su producción y/o comercio. canastas Por lo tanto, otras fuentes de dichos nutrientes reemplazaron a las raíces y tubérculos. Además, la carne de no rumiantes, por ejemplo, la carne de pollo, reemplazó a los huevos en varios países de ingresos bajos y medianos bajos porque sus países exportadores tienen sistemas ganaderos más industriales con intensidades de emisiones mucho más bajas (Datos de origen, Fig. 1).

Entre un 10 % y un 23 % de aumento en la producción calórica global fue suficiente para cerrar la brecha mundial de nutrientes en 2030 con patrones de suministro optimizados. Bajo escenarios de producción nacional, las canastas productivas óptimas involucraron incrementos de hasta 260% y 200% en la producción global de raíces y tubérculos, y huevos, respectivamente (Fig. 5). La producción mundial de hortalizas necesitaba aumentar hasta un 116 % en esos escenarios. El mayor aumento de producción se observó para las hortalizas, en un 48 %, cuando los países recurrieron a aumentar sus importaciones (T-CP-FLW). Adicionalmente, la producción mundial de carne de no rumiantes mostró un incremento del 37% bajo el escenario de comercio. En general, todos los escenarios sugieren alguna reducción (hasta un 17%) en la participación de los cereales en la canasta alimentaria mundial.

a–f, el cambio porcentual se compara con los niveles de producción de referencia en 2015 (a). Los gráficos de barras muestran que la producción mundial de huevos, hortalizas y raíces y tubérculos necesitaba aumentar en más del 100 % en los escenarios basados ​​en la producción nacional (b–e), mientras que el aumento es de entre el 10 % y el 23 % para la producción total de calorías de todas las fuentes de alimentos (incluidas las semillas oleaginosas y los cultivos de azúcar en 2015) combinados. Los gráficos circulares ilustran la contribución relativa de cada grupo de alimentos a la producción mundial de calorías en 2015 (a) y en cinco escenarios favorables al clima (b–f). Consulte la Tabla 1 para ver las descripciones de los escenarios. Iconos de herramientas y recortes de Flaticon.com.

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A nivel de país, las canastas de alimentos óptimas implican aumentos de producción, lo que puede ser inviable debido a limitaciones de recursos. En estos casos, es más realista aumentar tanto la producción como las importaciones. Dado que las hortalizas y raíces y tubérculos incluyen varios productos individuales diferentes con distintos perfiles nutricionales, el cambio en la composición de las canastas de producción nacional de estos grupos de alimentos también puede reducir la necesidad de aumentos a gran escala. Por ejemplo, cuando la proporción de batatas, una fuente de vitamina A, es pequeña en comparación con la de papas blancas, se necesita un gran aumento de la oferta para cerrar la brecha de nutrientes. Por el contrario, tener una mayor proporción de batatas requeriría aumentos menores en el suministro de raíces y tubérculos.

Los patrones óptimos de suministro de alimentos revelados aquí ayudan a explicar por qué el potencial de mitigación climática del comercio, en comparación con la producción nacional, fue mayor en los grupos de ingresos bajos y medianos bajos. Esto ocurre porque sus socios comerciales incluyen países de altos ingresos donde la intensidad de las emisiones de la ganadería ya es mucho menor. Por último, la reducción a la mitad de la pérdida y el desperdicio de alimentos también funcionó mejor en el grupo de bajos ingresos porque los productos que se encuentran en las soluciones óptimas, como raíces y tubérculos, verduras y huevos, están sujetos a mayores esfuerzos en la finca y después de la cosecha (incluido el almacenamiento, la distribución). y procesamiento/envasado) pérdidas en esos países.

La pérdida y el desperdicio de alimentos ocurren a lo largo de las cadenas de suministro de alimentos y la investigación actual enfatiza enfoques de mitigación personalizados33,34. La prevención del desperdicio doméstico de verduras y frutas podría ser una prioridad en los países de altos ingresos donde la vitamina A es el nutriente que más comúnmente falta. Aunque la intensidad de las emisiones por unidad de producción de nutrientes del ganado suele ser menor en los países desarrollados (por ejemplo, Nueva Zelanda, Estados Unidos y Francia; Fig. 1), el alto volumen de producción significa que los niveles absolutos siguen siendo sustanciales. Por lo tanto, abordar los desechos domésticos de productos animales también podría reducir las emisiones asociadas con el cierre de la brecha de nutrientes en sus socios comerciales. En este sentido, varias intervenciones de bajo costo, como porciones más pequeñas y alentar a los consumidores a llevar un diario de sus desechos, pueden ser efectivas34.

Se podría dar prioridad a las pérdidas antes y después de la cosecha (incluidos el procesamiento y la distribución) de frutas, verduras y raíces y tubérculos en los países de ingresos bajos y medianos bajos. De manera similar, las soluciones de cadena de frío de bajo costo y bajo consumo de energía (por ejemplo, enfriadores evaporativos) y los métodos de conservación mejorados para productos animales podrían ofrecer una contribución notable para cerrar la brecha de vitamina B12. Esto requeriría inversión en infraestructura, innovación, maquinaria, embalaje y almacenamiento, así como la cooperación de múltiples partes interesadas para la sensibilización y la transferencia de tecnología y conocimiento35. La escasez de alimentos, los fenómenos meteorológicos extremos y las interrupciones en la cadena de suministro pueden obligar a los agricultores a cosechar demasiado pronto o demasiado tarde, lo que provoca pérdidas de alimentos. Por lo tanto, otras medidas efectivas incluyen el establecimiento de estándares, garantías de precios para los agricultores, sistemas de información de mercado y esquemas de contratación pública33,36. Por último, estas medidas preventivas se pueden combinar con soluciones finales, como la redistribución y la donación de los excedentes de los establecimientos minoristas y las granjas a través de regulaciones adecuadas e incentivos financieros33,36.

En países con rendimientos potenciales no alcanzados, los pequeños agricultores pueden beneficiarse de un mayor uso de insumos para aumentar los rendimientos37,38. La diversificación de las explotaciones y la integración de animales (peces y ganado) en la producción de cultivos crea una circularidad de subproductos, de modo que los residuos de cultivos se utilizan como alimento para animales, mientras que el estiércol animal se utiliza como fertilizante38. Esto también promovería la diversificación de los ingresos de los granjeros y evitaría costos de alimentación inflados mientras se cierran las brechas de vitamina A y B12. Para las hortalizas, el acceso a los mercados y las semillas de alta calidad son importantes para impulsar la productividad, ya que los pequeños agricultores con recursos limitados representan más de la mitad de la producción mundial de hortalizas38,39. Los programas de biofortificación también pueden ser efectivos para mejorar el suministro de nutrientes de la producción primaria9,40. Desde la Revolución Verde, los alimentos básicos han recibido la mayoría de los subsidios agrícolas, la inversión del sector privado y el enfoque de investigación agrícola41,42, lo que ha promovido un crecimiento sustancial del rendimiento en las principales fuentes de energía, proteínas y grasas (por ejemplo, cereales y semillas oleaginosas)43. Esto resultó en una desconexión entre los desafíos emergentes de la desnutrición y las políticas alimentarias41. Para impactos a largo plazo, se necesita inversión en infraestructura, innovación, desarrollo de capacidades e investigación y desarrollo.

Reducir las emisiones de la producción ganadera tiene un potencial de mitigación sustancial porque los productos animales son esenciales para cerrar la brecha de vitamina B12. Manejo mejorado del ganado por medio de mejores prácticas de alimentación (por ejemplo, mejorando la digestibilidad de los alimentos a través de suplementos de lípidos) y servicios veterinarios, manejo mejorado de forraje y pastizales, manejo de pastizales basado en la comunidad, modificando la proporción del rebaño dedicado a la reproducción y una edad más temprana en el primer parto se encuentran entre las intervenciones de menor costo disponibles44,45. El acceso a préstamos a bajo interés puede facilitar dicha inversión, pero es necesario asegurar la tenencia de la tierra y otras políticas públicas de apoyo para que sean beneficiosas para los pequeños propietarios46. Sin embargo, la producción ganadera sostenible en países de bajos ingresos necesita más investigación que considere contextos agroambientales locales/regionales específicos15,45. Los servicios de extensión y apoyo, los programas de redes de seguridad para la producción, la seguridad de la tenencia, el acceso a los mercados y préstamos asequibles y los programas de seguros son instrumentos prometedores para lograr sistemas alimentarios sostenibles y sensibles a la nutrición40,46.

Las fuerzas del mercado tienen el potencial de promover el mejor uso de los recursos relacionados con los alimentos si las políticas se adaptan en consecuencia47. Actualmente, el comercio internacional de alimentos mejora la disponibilidad de nutrientes en mucha menor medida en los países de ingresos bajos y medianos bajos con una producción inadecuada7. Para agravar este problema, la intensidad de las emisiones de la producción de nutrientes es mucho mayor en la mayoría de estos países debido a la baja productividad (Fig. 1). Por lo tanto, los patrones comerciales actuales no son óptimos ni para la seguridad nutricional ni para la mitigación climática. Además, las limitaciones de recursos, junto con el cambio climático, hacen que varios países de bajos ingresos dependan cada vez más de las importaciones48. Por lo tanto, promover el comercio entre países con excedentes de producción e intensidades de emisiones más bajas y países con déficits de producción y mayor intensidad de emisiones podría ayudar a cerrar las brechas de nutrientes con emisiones más bajas. Los aranceles promedio aplicados a los productos lácteos, la carne y los mariscos (altos en la mayoría de los países de ingresos bajos7) podrían reducirse selectivamente para cerrar las brechas de vitamina B1249. Además, la internalización de las emisiones de los alimentos (por ejemplo, los ajustes de impuestos fronterizos y las medidas climáticas en los acuerdos comerciales regionales) podría facilitar los patrones comerciales en los que los nutrientes fluyen de los países con menor intensidad de emisiones a aquellos con mayor intensidad de emisiones29. Esto revertiría la situación en la que menos de la mitad de los flujos ocurrieron desde países con menor intensidad de emisiones hacia aquellos con mayor intensidad, lo que haría que el comercio mundial de nutrientes fuera ineficaz como mecanismo de mitigación50.

Existe un consenso cada vez mayor sobre la importancia de la transformación de los sistemas alimentarios, que involucra intervenciones basadas en la producción y el consumo, para abordar el cambio climático y la desnutrición simultáneamente1,18. Las métricas específicas, respaldadas por conjuntos de datos integrales y modelos rigurosos, son cruciales para políticas efectivas16,51. Aquí, desarrollamos un conjunto de datos multidimensional, de alta resolución de productos, a nivel de país que combina los requisitos de nutrientes dietéticos, la producción, el comercio y las emisiones de GEI no CO2 resultantes. Con un modelo de optimización, evaluamos las emisiones mínimas asociadas con el cierre de la brecha de nutrientes (para energía y seis nutrientes) en cinco escenarios de intervención amigables con el clima, 196 productos agroalimentarios y 128 países. En contraste con los cambios dietéticos al por mayor, un enfoque común en la literatura8,31, identificamos fuentes de alimentos prioritarias específicas del país que cierran la brecha de nutrientes con las emisiones más bajas.

Las intervenciones para abordar las ineficiencias en el hogar, por ejemplo, la reducción de pérdidas y desechos y las emisiones del ganado, tenían un mayor potencial para mitigar las emisiones en comparación con la importación del socio menos intensivo en emisiones. Además, cuando se incorporan las emisiones del transporte, que pueden ser de hasta 3 Gt CO2 año-1 a nivel mundial52, cerrar la brecha de nutrientes a través del comercio puede ofrecer menores potenciales de mitigación. Nuestros resultados indican que reducir a la mitad la pérdida y el desperdicio de alimentos y mejorar la productividad agrícola juntos pueden reducir las emisiones hasta en un 42% y, al mismo tiempo, cerrar la brecha de nutrientes. También es probable que las intervenciones en el hogar favorezcan a los pobres porque, de lo contrario, la sustitución de importaciones podría perjudicar a los productores de los países de ingresos más bajos18.

En términos de fuentes de alimentos, nuestra resolución de productos altos, a diferencia de las hojas de balance de alimentos agregados citadas con frecuencia8, ofrece una evaluación más matizada no solo de la brecha de nutrientes sino también de las fuentes de alimentos prioritarias por país. El aumento de la producción de hortalizas, raíces y tubérculos, y carne de no rumiantes ayudaría a cerrar la brecha de nutrientes del mundo con las emisiones más pequeñas y daría como resultado un aumento del 10% al 23% en la producción calórica mundial para 2030. Esto se traduce en una reducción en la proporción de cereales. en las canastas de producción/abastecimiento de alimentos, como también se sugiere en la literatura8,18,31,39,53. Nuestros hallazgos confirman la importancia de abordar las pérdidas y la productividad de la producción de hortalizas y frutas13,18,54.

Nuestro modelo asume que cualquier aumento en la producción está asociado con un aumento en la productividad total de los factores y excluye las emisiones del cambio en el uso de la tierra debido a la falta de conjuntos de datos específicos de productos básicos de alta resolución que permitan el mapeo prospectivo de diferentes productos con cambio de tierras de cultivo y pastos y cambios asociados en la biomasa, como es una práctica común en los enfoques de modelado dinámico19,31. Por lo tanto, las emisiones consiguientes se subestiman potencialmente, particularmente en regiones que se acercan a los rendimientos alcanzables. Sin embargo, las tierras de cultivo abandonadas también podrían volver a cultivarse en regiones como América del Norte, Europa, Asia oriental y central y Oceanía. Nuestros resultados también se pueden integrar con modelos de cultivo para mapear dónde son adecuados los patrones de cultivo sensibles al clima y la nutrición.

Nuestro modelo puede ampliarse para incluir otras limitaciones ambientales y nutricionales14,15,16. Dado nuestro enfoque en la doble carga de la desnutrición, es decir, la desnutrición y las deficiencias de micronutrientes, no establecimos un límite superior ni apuntamos a reducir las calorías para abordar el consumo excesivo. Sin embargo, excluimos las fuentes ricas en energía y pobres en micronutrientes, en función de la forma en que se consumen actualmente, por ejemplo, cultivos de azúcar y semillas oleaginosas, de la entrada de optimización porque nuestro objetivo era abordar la doble carga de la malnutrición simultáneamente y dichas fuentes de alimentos tienden a fomentar el consumo excesivo de calorías. Esto es similar al escenario 'sin azúcar' en la literatura8. En consecuencia, el aumento requerido en la producción calórica global fue entre 10% y 23% debido a la selección de alimentos ricos en nutrientes como las verduras por el modelo de optimización. Por otro lado, abordar el consumo excesivo, en particular de productos de origen animal, en los países de mayores ingresos es fundamental para abordar la sindemia mundial1,8,31,55, con una advertencia para los países de bajos ingresos donde la desnutrición y las deficiencias de micronutrientes requieren un mayor consumo de alimentos de origen animal. productos21,31. Por último, nuestro alcance se limita a la disponibilidad, uno de los cuatro pilares (es decir, disponibilidad, accesibilidad, utilización y estabilidad) de la seguridad nutricional, y ese suministro adecuado no equivale necesariamente a una ingesta adecuada8. No obstante, sin un suministro adecuado, la distribución equitativa por sí sola no es suficiente, con la salvedad de que las medidas complementarias, por ejemplo, la fortificación, también son importantes para mejorar el suministro de nutrientes, como el hierro y la vitamina A, en particular de los cereales y los aceites vegetales.

El cambio climático crea nuevos desafíos para la disponibilidad de nutrientes y el acceso económico a alimentos nutritivos, especialmente en países de bajos ingresos55. Por lo tanto, las respuestas económicas y los posibles cambios en el precio, la oferta, la demanda y el acceso deben considerarse para las políticas integradas. Por ejemplo, se ha descubierto que las ganancias de productividad fomentan la expansión de la tierra en sectores no alimentarios18, lo que requiere instrumentos complementarios como la tributación18,44. A pesar de las limitaciones en cuanto a efectos rebote en modelos estáticos como el nuestro, los modelos económicos basados ​​en valores carecen de otras dimensiones como los límites biofísicos y la preservación de los balances de masa y energía56. Al incorporar modelos de cultivo y producción ganadera, nuestros escenarios pueden informar directamente el debate sobre los sistemas alimentarios sostenibles. Por ejemplo, dada la urgencia de la sindemia global y las dificultades para lograr cambios dietéticos a gran escala, ¿qué suministros de alimentos deben aumentarse para contribuir a la transformación del sistema alimentario?

Sin imponer cambios drásticos en las canastas de alimentos actuales (y, por lo tanto, en las dietas), aumentar la producción de productos menos intensivos en emisiones que proporcionen el conjunto de nutrientes que faltan en los suministros nacionales podría cerrar las brechas de nutrientes y lograr una mitigación climática sustancial. Esto implica una imagen diferente en comparación con la sugerida por la mayoría de los modelos de demanda mundial de alimentos. Si bien la literatura sugiere un aumento de hasta un 30 % en la demanda total de alimentos (calorías) impulsada por los ingresos entre 2010 y 203017, ofrecemos un enfoque basado en las necesidades fisiológicas47. Nuestros hallazgos sugieren que menos del 24 % de aumento de la producción a partir de 2015 sería suficiente para cerrar la brecha de nutrientes del mundo para 2030, con un 42 % menos de emisiones de GEI en comparación con el escenario BaU, en el que la brecha de nutrientes permanece.

Muchos países no producen y/o importan suficientes nutrientes para cumplir con la ingesta de nutrientes recomendada, estimación de ingesta diaria necesaria para cubrir los requerimientos del 97,5% de individuos sanos en un grupo poblacional diferenciado por edad y sexo, para sus poblaciones7. Obtuvimos el conjunto de datos para la producción, el comercio y el suministro total de nutrientes a nivel de país de la ref. 7 y metodología para estimar los requerimientos de nutrientes a nivel de población de la ref. 57. Estos cubren el suministro de nutrientes (energía, proteína, hierro, zinc, vitamina A, folato y vitamina B12) de cultivos, ganado y mariscos. Las estimaciones del suministro de nutrientes representan la proporción de cultivos que se alimentan a los animales (consulte la ref. 57 para obtener más detalles). Para una mejor representación de los suministros de nutrientes, convertimos las semillas oleaginosas en aceites vegetales en función de la proporción de semillas oleaginosas procesadas sobre su suministro nacional por producto respectivo (Tabla 4 de datos ampliados). Finalmente, restamos la proporción de usos no alimentarios, utilizando hojas de balance de alimentos58, debido al uso de grandes volúmenes de semillas oleaginosas y sus derivados del aceite (por ejemplo, aceite de linaza, aceite de soja y aceite de colza) para fines de combustible (es decir, biodiésel).

Estimamos las futuras necesidades de nutrientes a nivel de la población sobre la base de los pronósticos de la población de la variante media para 203012 y siguiendo un enfoque de adecuación de nutrientes establecido que compara los suministros de nutrientes a nivel de país con los requisitos ajustados por edad y sexo57. Debido a que los requisitos de zinc y hierro casi se duplican para el zinc y se cuadruplican para el hierro durante el embarazo, las tasas de fertilidad más bajas disminuyeron los requisitos agregados de estos nutrientes.

La diferencia entre el suministro de nutrientes (es decir, suministro = producción nacional + comercio neto − pérdida y desperdicio de alimentos) y las necesidades proporcionó brechas de suministro a nivel nacional para cada nutriente, como se muestra en la ecuación (1). Cuantificamos el suministro de nutrientes en 2015 según los patrones actuales de pérdida y desperdicio de alimentos (es decir, PDA) usando las tasas de pérdida y desperdicio específicas regionales y de grupos de alimentos proporcionadas por la ref. 59 donde p representa nutrientes, a representa países y c representa productos alimenticios (siendo C el número total de productos alimenticios). En la ecuación (1), la producción de nutrientes, es decir, \({\mathrm{NP}}_{a,c}^p\), se refiere al peso antes de las pérdidas agrícolas menos las exportaciones, que ajustamos sumando los valores informados como excluyendo las pérdidas de cosecha por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAOSTAT).

La ecuación (1) considera los cinco tipos diferentes de pérdida y desperdicio (LW) como valores proporcionales. Por ejemplo, si la pérdida agrícola es el 5% de la producción, entonces el LW para la pérdida agrícola, \({\mathrm{LW}}_{a,c}^{{\mathrm{FL}}}\), se convierte en 0,95 . Los tipos de pérdida y desperdicio incluyen: pérdida agrícola (FL), pérdida poscosecha (PHL), pérdida de procesamiento y empaque (PPL), pérdida de distribución (DL) y desperdicio doméstico (HW). Asumimos un suministro constante, por lo tanto, brechas de suministro, para cada escenario. En consecuencia, las emisiones asociadas con el cierre de la brecha de nutrientes variaron según (1) cuánto aumento de producción se necesita para cubrir estas brechas y/o (2) la intensidad de las emisiones de la producción.

Desarrollamos un indicador compuesto para cuantificar la intensidad de las emisiones de gases distintos del CO2 en la puerta de la finca de la producción agrícola nacional que se utilizará como entrada para la optimización (ecuación (5)). Árbitro. 60 proporciona un conjunto completo de datos de las emisiones del ciclo de vida de 188 productos básicos de 119 países. Sin embargo, la mayoría de los cultivos (excepto el maíz) y los productos pecuarios en ese conjunto de datos se originan en los principales países productores, lo que no permite revelar diferencias entre países de diferentes niveles de ingresos. Por lo tanto, elegimos utilizar estimaciones de emisiones basadas en procesos siguiendo el enfoque de Nivel I del IPCC (2006)28 y tener en cuenta la heterogeneidad en los factores de emisión en diferentes regiones agroecológicas.

Obtuvimos los datos de la base de datos FAOSTAT (revisión de 2020)61. Las estimaciones de emisiones de FAOSTAT siguen el enfoque de Nivel I de las directrices del IPCC para los inventarios nacionales de GEI28. Nos enfocamos en las emisiones de GEI que no son CO2 de la agricultura, excluyendo las emisiones del cambio de uso de la tierra (por ejemplo, la conversión de bosques en tierras de cultivo/pastizales) debido a la falta de atribución específica del producto que nos permitiría vincular el crecimiento de la producción (por ejemplo, aumento de la producción de hortalizas) con el correspondiente cambio en el uso de la tierra. Por el contrario, las emisiones de los residuos de cultivos y el uso de fertilizantes son directamente atribuibles a los productos de origen.

Incluimos 128 países (Cuadro 1 de datos ampliados) con datos comparables de producción, comercio bilateral a nivel de productos y emisiones de GEI. Usamos los valores promedio de las emisiones de GEI para el período 2013-2015 para suavizar las fluctuaciones anuales61. Utilizamos la métrica más utilizada, el potencial de calentamiento global de 100 años (GWP100), del Sexto Informe de Evaluación (AR6) del IPCC en nuestros cálculos (CH4 de origen no fósil: 27; N2O: 273)62.

Nuestro alcance de emisiones cubría el cultivo de arroz (CH4 de la descomposición de la materia orgánica en los arrozales), fertilizantes sintéticos (emisiones directas de N2O de la nitrificación y desnitrificación, y emisiones indirectas de los procesos de volatilización/redeposición y lixiviación), residuos de cultivos (N2O de la descomposición de residuos que quedan en los suelos), quema de residuos de cultivos (CH4 y N2O de la combustión de residuos de cultivos), fermentación entérica (CH4 de la rumia en el tracto digestivo), gestión del estiércol (CH4 y N2O de la descomposición del estiércol), estiércol aplicado a suelos (emisiones directas de N2O por nitrificación y desnitrificación, emisiones indirectas por procesos de volatilización/redeposición y lixiviación del estiércol aplicado a las tierras de cultivo) y estiércol dejado en los pastos (emisiones directas de N2O por nitrificación y desnitrificación, y emisiones indirectas de los procesos de volatilización/redeposición y lixiviación del estiércol dejado en los pastos por los animales en pastoreo)61. El estiércol aplicado a los suelos se considera fertilizante orgánico y se asigna a las emisiones de la producción de cultivos.

Aunque las evaluaciones recientes muestran que la proporción de las emisiones totales del sistema alimentario mundial relacionadas con el uso de energía está creciendo3,63, excluimos las emisiones del uso de energía en este estudio porque faltaban datos globales específicos del producto. Las intervenciones para mitigar las emisiones del uso de la energía son similares a las de otros sectores económicos como la industria y el transporte, de modo que la intensidad de sus emisiones está determinada principalmente por la combinación energética, que se puede descarbonizar mediante el aumento de la cantidad de energía renovable y la innovación tecnológica, como la electrificación del transporte.

Las emisiones de los cultivos cubren la parte no destinada a piensos utilizada para el consumo humano directo y se diferencian por producto y país. La proporción de cultivos que alimentan al ganado se obtuvo de las hojas de balance de alimentos de FAOSTAT (ver ref. 57 para más detalles). También restamos la cantidad de cultivos utilizados como alimento en la acuicultura (es decir, alimento acuícola). Como no toda la acuicultura se alimenta, utilizamos varias fuentes diferentes para garantizar una contabilidad de emisiones confiable y completa. Árbitro. 64 proporciona la parte de la acuicultura que se alimenta de 11 especies de peces: carpas, tilapias, camarones, bagres, peces marinos, salmón, crustáceos de agua dulce, otros peces diádromos, sabalote, trucha y anguila. El estudio también proporciona datos sobre la proporción de fuentes de pescado (harina y aceite de pescado) en sus alimentos compuestos, además de las proporciones de pescado dentro y pescado fuera. Con base en esta información, calculamos la proporción que proviene de fuentes distintas de los peces porque estamos interesados ​​en las emisiones de GEI de los cultivos en crecimiento utilizados como alimento. Árbitro. 65 estimó la proporción de fuentes de cultivos individuales (maíz, soja, trigo, legumbres y otros cultivos oleaginosos) en los alimentos acuícolas a nivel regional. Sin embargo, los alimentos acuícolas no consisten completamente en estas fuentes vegetales. Para corregir esto, combinamos las proporciones65 de este alimento basado en cultivos regionales con la proporción de fuentes vegetales en los alimentos acuícolas64. Datos ampliados La Tabla 8 muestra las proporciones de uso de alimentos acuícolas correspondientes a productos de maíz, soja, trigo, legumbres y otros cultivos oleaginosos para la acuicultura alimentada.

Finalmente, estimamos el equivalente del cultivo primario de las fuentes de alimentos acuícolas a partir de la soja y otros cultivos oleaginosos que a menudo se usan como subproductos (por ejemplo, harina y tortas de aceite) en los alimentos acuícolas66. Datos ampliados La Tabla 9 muestra los factores de conversión que se utilizan en estos cálculos67. Utilizamos el promedio ponderado de los principales productores (cuya producción acumulada representa ≥80 % de la producción mundial). Supusimos que otros usos de los cultivos oleaginosos como alimento para la acuicultura eran en gran medida la colza y la semilla de girasol. En consecuencia, derivamos las proporciones de alimento acuícola a suministro por cultivo y país (βc,a), que usamos para estimar la brecha de nutrientes.

Emisiones totales de GEI de residuos de cultivos (\({\mathrm{GEI}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Cultivo}}\,{\mathrm{residuos}}}\)), quema de residuos de cultivos (\({\mathrm{GEI}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Cultivo}}\,{\mathrm{residuos}},\,{\mathrm{quema}}}\)) y el cultivo de arroz (\({\mathrm{GHG}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Paddy}}\,{\mathrm{arroz}}}\)) se calcularon para cada producto de cultivo ( c), país (a) y escenario (s) de intervención. Atribuimos las emisiones de sintéticos (\({\mathrm{GHG}}_{s,\,a,c}^{{\mathrm{Synthetic}}\,{\mathrm{fertilizer}}}\)) y orgánicos ( \({\mathrm{GEI}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Orgánico}}\,{\mathrm{fertilizante}}}\)) fertilizantes a las respectivas fuentes de alimentos según los datos sobre el uso de fertilizantes por cultivos68 como se detalla en la Tabla de datos ampliados 2. Las emisiones totales de cultivos a nivel de país se calcularon según la ecuación (2) donde θc,a representa la relación alimento-suministro para el ganado para un país y producto determinados (calculado en base a las hojas de balance de alimentos58 y βc,a muestra la proporción de alimentos acuícolas (es decir, alimentos para la acuicultura) a la oferta (consulte la Tabla 7 de datos ampliados) para un país y un producto determinados. .

Las emisiones del ganado incluyeron las de la fermentación entérica (\({\mathrm{GEI}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Enteric}}\,{\mathrm{fermentación}}}\)), gestión de estiércol \(\left( {{\mathrm{GEI}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Estiércol}}\,{\mathrm{gestión}}}} \right)\), estiércol dejado en pasto \(\left( {{\mathrm{GEI}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Estiércol}}\,{\mathrm{izquierda}}\,{\mathrm{en}}\ ,{\mathrm{pastos}}}} \right)\), fertilizantes aplicados a pastizales (\({\mathrm{GEI}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Synthetic}}\,{ \mathrm{fertilizante}}}\) y \({\mathrm{GEI}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Orgánico}}\,{\mathrm{fertilizante}}}\)) y cultivos forrajeros (\(\theta _{c,a} \times {\mathrm{GEI}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Cultivos}}}\)) que se cultivan en el país (ver Tabla de datos 6 para el consumo de cultivos forrajeros por grupo de ganado). Asignamos las emisiones de los cultivos que alimentan al ganado (es decir, la proporción de cultivos utilizados como alimento para el ganado y las aves de corral según las hojas de balance de alimentos de FAOSTAT (ver ref. 57) de las emisiones de los cultivos al tipo de ganado respectivo en función de la cantidad relativa de Se estima que los cultivos alimentarios son consumidos por rumiantes, cerdos y aves de corral69 (porcentaje de consumo por animal indicado en el Cuadro 5 de datos ampliados). El uso de fertilizantes por cultivos (Cuadro 2 de datos ampliados)68 también incluye los fertilizantes aplicados a los pastizales. de emisiones de fertilizantes sintéticos (\({\mathrm{GHG}}_{s,a,c}^{{\mathrm{Synthetic}}\,{\mathrm{fertilizer}}}\)) a los animales respectivos en base a la proporción de animales alimentados con pasto por tipo de animal, por ejemplo, rumiantes, cerdos y aves de corral 69. Las emisiones ganaderas totales a nivel de país se calcularon según la ecuación (3) para cada producto pecuario (c), país (a) y escenario de intervención ( s):

La intensidad de las emisiones de la producción de nutrientes, para fines de visualización en la Fig. 1, se calcula simplemente dividiendo las emisiones totales de GEI (\({\mathrm{GEI}}_{s,a,c}\)) por el nutriente individual (por ejemplo, proteína) (ver Producción, suministro y brecha de nutrientes dietéticos). Para construir nuestro modelo de optimización, calculamos la intensidad de las emisiones de GEI (es decir, \(I_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energía}}}\)) de la disponibilidad calórica unitaria (es decir, producción nacional menos la pérdida y el desperdicio de alimentos59):

Presentamos cinco escenarios de intervención favorables al clima relacionados con la productividad agrícola y ganadera, la pérdida y el desperdicio de alimentos y el comercio. Con base en los supuestos impuestos por cada escenario, la intensidad de las emisiones de la disponibilidad de energía (representada por \(I_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energy}}}\)) cambió y calculamos la producción agrícola requerida para cumplir o superar los requisitos de energía, proteínas, hierro, zinc, vitamina A, vitamina B12 y folato a nivel de la población (ver Producción, suministro y brecha de nutrientes dietéticos) con las emisiones mínimas correspondientes.

Bajo los patrones actuales de pérdida y desperdicio de alimentos y productividad (D-CP-FLW), la intensidad de las emisiones (\(I_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energy}}}\) donde s = D- CP-FLW) se calculó en función de las emisiones actuales, \({\mathrm{GEI}}_{s,a,c}\) y los patrones de productividad de 2015.

Las pérdidas surgen antes y después de la cosecha, y durante el procesamiento, el empaque y la distribución, mientras que los desechos ocurren a nivel doméstico y minorista. Debido a que no existe una evaluación sistemática del alcance de la pérdida y el desperdicio de alimentos reducibles en diferentes regiones (como la hay para la productividad), asumimos una reducción del 50 % en el escenario de la mitad de la pérdida y el desperdicio (HLW) en línea con la Meta 12.3 del ODS 12, cuyo objetivo es reducir a la mitad el desperdicio de alimentos a nivel minorista y de consumo70. Para los cultivos de azúcar, asumimos la misma tasa de pérdida y desperdicio que los cultivos oleaginosos y las legumbres.

Dependiendo de la etapa en la que se produjo la pérdida/desperdicio según la descripción en la ref. 59, el suministro de nutrientes se calculó reduciendo a la mitad las tasas de pérdida y desperdicio (ecuación (1)). Como resultado, por ejemplo, si la pérdida agrícola es originalmente del 5 %, reducir a la mitad la pérdida agrícola daría como resultado \({\mathrm{LW}}_{a,c}^{{\mathrm{FL}}} = 0,975\) . Debido a que supusimos brechas y suministro de nutrientes constantes, reducir a la mitad las pérdidas y los desperdicios resultó en una reducción de las emisiones de referencia y emisiones adicionales a través de una menor intensidad de emisiones de la disponibilidad de energía \(\left( {I_{s,a,c}^{p = {\ mathrm{energía}}}} \right)\).

Según los patrones de productividad (CP) actuales, asumimos la intensidad de emisiones de producción actual (2013-2015) (es decir, el contenido de nutrientes de un producto dado/las emisiones de GEI basadas en la producción) para cada país (a). Para escenarios de mayor productividad (D-IP-FLW y D-IP-HLW), seguimos enfoques ligeramente diferentes para cultivos y ganado. Para los cultivos, consideramos el cierre de la brecha de rendimiento. Utilizamos los resultados del modelo Global Agro-Ecological Zones (GAEZv3), que incluyen estimaciones resueltas espacialmente de rendimientos potenciales para docenas de cultivos individuales bajo condiciones agroclimáticas, de suelo, terreno y manejo específicas71. Para cuantificar las brechas de rendimiento, comparamos los rendimientos históricos de los cultivos con los rendimientos potenciales bajo un uso intensivo de insumos. Luego estimamos el requerimiento adicional de fertilizantes de nitrógeno (N) para lograr estos rendimientos de altos insumos estimados a nivel regional37. Asumimos que los aumentos de rendimiento se lograron mediante el mayor uso de fertilizantes sintéticos únicamente y estimamos las emisiones resultantes. Los rendimientos potenciales y los requisitos de fertilizantes se estimaron a nivel regional y se redujeron para obtener estimaciones a nivel de país (consulte las Tablas complementarias 1 y 2). La cuantificación de las emisiones de GEI de fertilizantes siguió el enfoque de Nivel 128, que supone un factor de emisiones predeterminado de 0,01 kg N2O–N (kg N)−1.

Para la productividad ganadera, utilizamos la mitigación potencial en las intensidades de emisiones estimadas por el Modelo de Evaluación Ambiental Global de la Ganadería (GLEAM)44. El modelo cuantifica los impactos ambientales de la producción ganadera a lo largo de su ciclo de vida y se basa en escenarios de adaptación y mitigación para un sector ganadero más sostenible. Brinda el alcance para la mitigación en el sector ganadero a nivel mundial en cinco especies animales y como estudios de caso para cinco regiones del mundo que son aplicables a mediano plazo (por ejemplo, hasta dos décadas) (Tabla 5 de datos ampliados). Más allá de los bovinos, porcinos y aves cubiertos por el modelo GLEAM, los camélidos también son una buena fuente de nutrientes en ciertas regiones. Se encuentran principalmente en tierras marginales de países áridos de África (por ejemplo, camellos en el norte de África y los países del Sahel), Asia (camellos en Asia occidental y central) y América del Sur (alpacas y llamas en la región andina), y a menudo se crían para potencia de tiro. En este sentido, cualquier producto alimenticio, como la leche y la carne, proporciona ingresos adicionales en lugar de ser la principal fuente de ingresos de la explotación. Por lo tanto, no los tratamos como animales de granja regulares y no asumimos ningún aumento en la intensidad de sus emisiones. Los potenciales de mitigación se cuantificaron sobre la base de resultados constantes en el modelo GLEAM.

La calidad del alimento y la salud y cría de los animales son factores críticos para mejorar la productividad ganadera en los países de ingresos bajos/medianos-bajos72. Elegimos este enfoque para evitar imponer los mismos patrones de productividad en los países en desarrollo que en los países industrializados (es decir, sistemas de producción intensivos). El modelo también ofrece un desglose de los impactos de diferentes escenarios de intervención a nivel de animal, rebaño, unidad de producción y cadena de suministro. Estos incluyen la digestibilidad optimizada de los alimentos, la salud y la mortalidad de los animales, la genética, la gestión de pastizales y la gestión del estiércol para rumiantes y monogástricos, además de la eficiencia energética y los digestores anaeróbicos para la producción porcina44. Solo consideramos las intervenciones en la calidad del alimento (por ejemplo, la digestibilidad), el manejo del pastoreo, el manejo del estiércol y la reducción de la mortalidad. Se supone que los índices de conversión de alimentos son constantes y que las emisiones de los cultivos forrajeros cambiaron de acuerdo con las emisiones basadas en cultivos en los escenarios de productividad combinada.

La intensidad de las emisiones (\(I_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energía}}}\), donde s = D-IP-FLW) se calculó en función de los cambios en los cultivos y la ganadería. Emisiones de GEI (\({\mathrm{GHG}}_{s,a,c}\)) y cambios en la producción de cultivos por unidad de emisiones asociadas con el cierre de la brecha de rendimiento de cultivos.

En el escenario D-IP-HLW, la intensidad de las emisiones (\(I_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energy}}}\), donde s = D-IP-HLW) involucró cambios en los cultivos. y emisiones de GEI relacionadas con la ganadería y menores necesidades de producción debido a que una mayor proporción de la producción está disponible para el consumo.

A diferencia de los escenarios basados ​​en la producción nacional, la función objetivo incluía la intensidad de emisiones de la producción en los socios que exportan al país en cuestión bajo T-CP-FLW. Construimos la función objetivo con las alianzas y canastas comerciales bilaterales existentes en base a los datos proporcionados por la FAO bajo el dominio detallado de la matriz de comercio73. Se suponía que cualquier aumento en el volumen de exportación de sus socios comerciales se compensaría con los correspondientes aumentos en la producción. Por lo tanto, el consumo aparente (por ejemplo, la oferta) en los países exportadores se mantuvo sin cambios. \(I_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energía}}}\), donde s = T-CP-FLW, era igual a \(I_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energía}}}\), donde s = D-CP-FLW, para todos los países y productos.

Aplicamos programación lineal para identificar la producción adicional (medida en términos calóricos) requerida para un país (a) y un producto (c) dados bajo un determinado escenario de intervención para cerrar la brecha de nutrientes y minimizar las emisiones de GEI no CO2 del sistema alimentario. . La función objetivo minimizó las emisiones de GEI de la producción adicional, de modo que el suministro de todos los nutrientes fue adecuado para cumplir con los requisitos dietéticos nacionales en función de las canastas de producción y comercio bilateral existentes para cada país. Por lo tanto, la producción adicional se refiere a la producción nacional de un país determinado en escenarios basados ​​en la producción nacional (D-CP-FLW, D-CP-HLW, D-IP-FLW y D-IP-HLW). Por el contrario, en el escenario comercial (T-CP-FLW), se refiere a la producción adicional en los socios de los que un país importa. De manera similar, \(I_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energía}}}\) representa la intensidad de las emisiones nacionales en escenarios basados ​​en la producción nacional, mientras que representa el vector de intensidad de las emisiones en los socios que exportan a el país dado a. La composición de las canastas de producción y comercio (es decir, el número de productos individuales) se mantuvo igual, aunque cambió la contribución relativa por fuente de alimentos, con el supuesto de que las dietas no observan cambios radicales en su composición (por ejemplo, la eliminación completa de ciertos alimentos). grupos de dietas e introducción de productos alimenticios novedosos que están ausentes en las canastas de alimentos actuales).

donde \({\mathrm{NP}}_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energía}}}\) es la producción de nutrientes de energía dietética (es decir, calorías). \(I_{s,a,c}^{p = {\mathrm{energía}}}\) se calculó como se describe en la ecuación (4). \({\mathrm{NER}}_{s,a,c}^p\) es la proporción de nutrientes a energía para cada nutriente p (es decir, energía, proteína, hierro, zinc, vitamina A, vitamina B12 y folato), cada país a y producto alimenticio c, y \({\mathrm{NER}}_{s,a,c}^p\) = 1 para p = energía. \({\mathrm{NG}}_a^p\) es la brecha de nutrientes para cada nutriente p y país a. Se aplicó la forma general de la ecuación (5) a cada país para cada escenario. Usamos el solucionador HiGHS del paquete linprog de la biblioteca SciPy de Python74, que implementa el método de punto interior y presenta programación paralela.

Siguiendo las ecuaciones (1)–(5), las emisiones asociadas con el cierre de la brecha de nutrientes a nivel mundial son la suma de las emisiones de referencia en 2015 y las emisiones adicionales del aumento de producción requerido para cerrar la brecha de nutrientes (donde A es el número total de países) :

Existen incertidumbres inherentes a nuestros datos y enfoque subyacentes. Se desconocen los rangos de incertidumbre para los datos de producción/comercio que se originan en FAOSTAT75, pero el enfoque de Nivel 1 para estimar las emisiones de GEI tiene rangos de incertidumbre conocidos relacionados con los factores de emisión predeterminados28. Por lo tanto, además de los factores predeterminados, incluimos límites inferior y superior para los factores de emisión utilizados en el enfoque de Nivel 1 (es decir, Emisiones = Datos de actividad × Factor de emisión) para estimar las emisiones de GEI28. El IPCC (2006)28 proporciona límites inferior y superior como porcentaje de desviación del valor predeterminado para algunas fuentes de emisiones (por ejemplo, fermentación entérica) o como valor absoluto para otras (por ejemplo, cultivo de arroz). Además, algunas fuentes de emisión (por ejemplo, N2O de suelos gestionados) tienen emisiones directas e indirectas. En ese caso, también hay incertidumbre asociada con la fracción de lixiviación y volatilización. La metodología del IPCC sugiere la lixiviación solo en las regiones donde ocurre la escorrentía. Sin embargo, FAOSTAT asume que la lixiviación ocurre en todas las regiones debido a la ausencia de información específica de la región61. Nuestras estimaciones abarcan la incertidumbre asociada con ambos factores y convierten los valores absolutos en cambios porcentuales para facilitar el cálculo (por ejemplo, desviación porcentual del valor predeterminado). Los rangos de factores de emisión específicos para cada fuente de emisión se presentan en la Tabla de datos ampliados 9.

Para construir rangos de incertidumbre, asumimos que nuestras estimaciones de tres puntos (resultados basados ​​en los factores de emisiones predeterminados, límite inferior y superior) siguen una distribución de técnicas de evaluación y revisión del programa. Esta distribución está definida por los valores más probables (es decir, la moda) y extremos (el mínimo y el máximo) que puede tomar una variable. Usamos la función qpert en el paquete mc2d en el software R para estimar los percentiles 25 y 7576.

Para interpretar nuestros hallazgos, comparamos nuestros resultados con el rango de emisiones permitidas de las vías que cumplen con el Acuerdo de París32. Las emisiones permisibles compatibles con el Acuerdo de París se estiman seleccionando las vías que cumplen con París del conjunto completo de vías subyacentes al IPCC AR677. El conjunto se filtró según los criterios de los esfuerzos para limitar el calentamiento global a 1,5 °C (por ejemplo, <66 % de probabilidad de superar los 1,5 °C), mantener el calentamiento global muy por debajo de 2 °C (por ejemplo, 90 % de probabilidad) y lograr cero emisiones netas en la segunda mitad del siglo XXI, para mantener la coherencia con el Acuerdo de París32.

De acuerdo con nuestro alcance, consideramos solo las emisiones de CH4 y N2O del sector AFOLU en 2030. Para derivar las emisiones de CO2eq, usamos los factores GWP100 actualizados del IPCC AR662. Para garantizar aún más la compatibilidad con el alcance de nuestro estudio, ajustamos las emisiones AFOLU permitidas en función de la población mundial cubierta en este estudio (89 % de la población mundial) bajo el supuesto de una proporción justa de GEI per cápita. Además, dado que no incluimos las emisiones de N2O de los suelos orgánicos drenados, que representan el 2% de las emisiones globales de no CO2, racionalizamos las emisiones permisibles de no CO2 en consecuencia. Además, nuestro enfoque en los cultivos alimentarios (es decir, excluyendo los cultivos de fibra) corresponde al 99% de la producción agrícola total por peso75. Dado que alrededor del 20 % de las emisiones agrícolas distintas del CO2 provinieron de la producción de cultivos en 2013-2015, esto equivalió a una reducción de ~0,3 % en los límites. En consecuencia, redujimos los valores percentiles 25 (5,03 Gt CO2eq año−1), 50 (5,43 Gt CO2eq año−1) y 75 (6,17 Gt CO2eq año−1) en un 14 % para compararlos con nuestros hallazgos. El consiguiente rango permisible de emisiones distintas de CO2 fue de 4,33 a 5,31 Gt CO2eq año−1.

Investigaciones recientes sugieren que los equivalentes de calentamiento de CO2 (CO2we), siguiendo el modelo GWP* recientemente establecido, pueden explicar mejor el comportamiento de los contaminantes climáticos de vida corta, como el CH4, al proyectar los efectos de la temperatura78. Dado que el aumento en las emisiones de CH4 fue menor cuando se introdujo la optimización (Datos ampliados, Fig. 1), en comparación con BaU, debido a brechas relativamente menores en los suministros de vitamina B12 y al aumento asociado en la producción ganadera (la única fuente de vitamina B12 como insumo a la optimización), la investigación futura podría mejorar la comprensión de los efectos de la temperatura de la disminución del crecimiento de las emisiones de CH4 mediante el uso de GWP*. Para proporcionar una figura ilustrativa, presentamos nuestros resultados de optimización basados ​​en los equivalentes de calentamiento de CO2 utilizando el modelo GWP* en la Información complementaria. Sugiere que a pesar de los potenciales de calentamiento más pequeños sugeridos por GWP* debido a que las emisiones de CH4 disminuyen (por ejemplo, con mejoras en la productividad) o casi se estabilizan (por ejemplo, solo con optimización) en comparación con 2015, el desempeño relativo de nuestros escenarios amigables con el clima sigue siendo sólido para el método de equivalencia elegido, es decir, CO2we o CO2eq.

Reconocemos la complejidad de una nutrición adecuada, que depende de un delicado equilibrio de un conjunto diverso de nutrientes, así como otros determinantes socioeconómicos y condiciones de salud subyacentes que no se capturan en este estudio. De manera similar, la fortificación y la suplementación, presentadas como opciones de intervención basadas en alimentos para llenar el vacío de nutrientes en las dietas, no se consideran debido a la falta de datos confiables de producción/comercio en todos los países y productos incluidos en nuestro estudio. Más importante aún, es más difícil estimar la contribución de la fortificación en países donde la brecha de nutrientes es más alta, como países de bajos ingresos con una alta proporción de población rural, porque los alimentos fortificados pueden no ser accesibles en áreas rurales y la implementación es difícil en molinos de pequeña escala9. Consulte la Información complementaria para obtener una discusión detallada de nuestras suposiciones y sus limitaciones.

Más información sobre el diseño de la investigación está disponible en el Resumen de informes de Nature Portfolio vinculado a este artículo.

Todos los datos de entrada están disponibles públicamente a través de fuentes en línea como se indica en las referencias. Todos los demás datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles en el documento. Los datos de origen se proporcionan con este documento.

Los códigos relacionados con la optimización están disponibles públicamente a través de https://github.com/OzgeGe/opt.git. Más información está disponible bajo petición.

Se ha publicado una corrección de este artículo: https://doi.org/10.1038/s43016-023-00693-1

Swinburn, BA y col. La sindemia global de la obesidad, la desnutrición y el cambio climático: el informe de la Comisión Lancet. Lanceta 393, 791–846 (2019).

Artículo Google Académico

Popkin, BM et al. Individuos con obesidad y COVID-19: una perspectiva global sobre la epidemiología y las relaciones biológicas. Obes. Rev. 21, e13128 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Crippa, M. et al. Los sistemas alimentarios son responsables de un tercio de las emisiones antropogénicas mundiales de GEI. Nat. Comida 2, 198–209 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Clark, MA et al. Las emisiones del sistema alimentario mundial podrían impedir el logro de los objetivos de cambio climático de 1,5 °C y 2 °C. Ciencia 370, 705–708 (2020).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Rogelj, J. et al. en Global Warming of 1.5°C (eds Masson-Delmotte, V. et al) 93–174 (Cambridge University Press, 2022); https://doi.org/10.1017/9781009157940.004

Zhang, P. et al. Gasto sanitario mundial en diabetes para 2010 y 2030. Diabetes Res. clin. Practica 87, 293–301 (2010).

Artículo Google Académico

Geyik, O., Hadjikakou, M., Karapinar, B. y Bryan, BA ¿El comercio mundial de alimentos cierra la brecha de nutrientes dietéticos para las naciones más pobres del mundo? globo Sec. de alimentos. 28, 100490 (2021).

Artículo Google Académico

Smith, NW, Fletcher, AJ, Dave, LA, Hill, JP & McNabb, WC Uso del modelo DELTA para comprender el sistema alimentario y la nutrición global. J. Nutr. 151, 3253–3261 (2021).

Artículo Google Académico

Bose, I., Baldi, G., Kiess, L. & Pee, S. El análisis de "llenar la brecha de nutrientes": un enfoque para fortalecer el análisis de la situación nutricional y la toma de decisiones hacia políticas multisectoriales y cambios en los sistemas. materno Nutrición infantil 15, e12793 (2019).

Artículo Google Académico

Bajželj, B., Laguzzi, F. & Röös, E. El papel de las grasas en la transición hacia dietas sostenibles. Planeta Lanceta. Salud 5, e644–e653 (2021).

Artículo Google Académico

Herrero, M. et al. Uso de biomasa, producción, eficiencias alimenticias y emisiones de gases de efecto invernadero de los sistemas ganaderos globales. proc. Academia Nacional. ciencia EE. UU. 110, 20888–20893 (2013).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

World Population Prospects 2019: Standard Projections (Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de las Naciones Unidas, 2019); https://population.un.org/wpp/Download/Standard/Interpolated/

Mason-D'Croz, D. et al. Brechas entre la producción, la demanda y el consumo recomendado de frutas y hortalizas a nivel mundial y nacional: un estudio de modelado integrado. Planeta Lanceta. Salud 3, e318–e329 (2019).

Artículo Google Académico

De Fries, R. et al. Métricas para la agricultura con escasez de tierra. Ciencia 349, 238–240 (2015).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Mehrabi, Z., Gill, M., Wijk, M., van, Herrero, M. & Ramankutty, N. Política ganadera para el desarrollo sostenible. Nat. Comida 1, 160–165 (2020).

Artículo Google Académico

Fanzo, J. et al. Es necesario un seguimiento riguroso para guiar la transformación del sistema alimentario en la cuenta regresiva hacia los objetivos globales de 2030. Política Alimentaria 104, 102163 (2021).

Artículo Google Académico

van Dijk, M., Morley, T., Rau, ML & Saghai, Y. Un metanálisis de la demanda mundial de alimentos proyectada y la población en riesgo de padecer hambre para el período 2010-2050. Nat. Comida 2, 494–501 (2021).

Artículo Google Académico

Kuiper, M. & Cui, HD Uso de la reducción de la pérdida de alimentos para alcanzar objetivos ambientales y de seguridad alimentaria: una búsqueda de puntos de apalancamiento prometedores. Política Alimentaria 98, 101915 (2021).

Artículo Google Académico

Springmann, M. et al. Aspectos nutricionales y de salud de las estrategias de dieta sostenible y su asociación con impactos ambientales: un análisis de modelado global con detalles a nivel de país. Planeta Lanceta. Salud 2, e451–e461 (2018).

Artículo Google Académico

Springmann, M. et al. Opciones para mantener el sistema alimentario dentro de los límites ambientales. Naturaleza 562, 519–525 (2018).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Blakstad, MM et al. La esperanza de vida y los impactos ambientales agrícolas en Addis Abeba se pueden mejorar mediante el consumo optimizado de proteínas vegetales y animales. Nat. Comida 2, 291–298 (2021).

Artículo Google Académico

van Dooren, C. Una revisión del uso de la programación lineal para optimizar las dietas, desde el punto de vista nutritivo, económico y ambiental. Frente. Nutrición 5, 48 (2018).

Tuninetti, M., Ridolfi, L. & Laio, F. Productividad cada vez mayor de las tierras agrícolas y el agua: un análisis global de cultivos múltiples. Reinar. Res. Letón. https://doi.org/10.1088/1748-9326/abacf8 (2020).

Nyathi, MK, Mabhaudhi, T., Van Halsema, GE, Annandale, JG y Struik, PC Evaluación comparativa de la productividad del agua nutricional de veinte vegetales: una revisión. agricola Gestión de agua 221, 248–259 (2019).

Artículo Google Académico

Green, A., Nemecek, T., Smetana, S. & Mathys, A. Reconciliación de las necesidades nutricionales explícitas a nivel regional con la protección ambiental mediante la evaluación del ciclo de vida nutricional. J. Limpio. Pinchar. 312, 127696 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Chen, C., Chaudhary, A. & Mathys, A. Pérdidas nutricionales y ambientales incrustadas en el desperdicio global de alimentos. recurso Conservar reciclar 160, 104912 (2020).

Artículo Google Académico

Green, A., Nemecek, T., Chaudhary, A. & Mathys, A. Evaluación de las dimensiones de sostenibilidad nutricional, sanitaria y ambiental de la producción agroalimentaria. globo Sec. de alimentos. 26, 100406 (2020).

Artículo Google Académico

Directrices del IPCC para los Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero (IPCC, 2006).

Blanford, D. Medidas Fronterizas y Relacionadas en el Contexto de la Adaptación y Mitigación al Cambio Climático. El estado de los mercados de productos básicos agrícolas (SOCO): Documento de antecedentes (FAO, 2018); https://www.fao.org/publications/card/es/c/CA2343EN/

Springmann, M. & Freund, F. Opciones para reformar los subsidios agrícolas desde la perspectiva de la salud, el clima y la economía. Nat. común 13, 82 (2022).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Springmann, M. et al. La salubridad y la sostenibilidad de las pautas dietéticas nacionales y mundiales basadas en alimentos: estudio de modelado. Hermano Medicina. J. 370, m2322 (2020).

Artículo Google Académico

Schleussner, C., Ganti, G., Rogelj, J. y Gidden, MJ Una clasificación de vías de emisión que refleja los objetivos climáticos del Acuerdo de París. común Entorno terrestre. 3, 135 (2022).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Diaz-Ruiz, R., Costa-Font, M., López-i-Gelats, F. & Gil, JM Prevención del desperdicio de alimentos a lo largo de la cadena de suministro de alimentos: un enfoque de múltiples actores para identificar soluciones efectivas. recurso Conservar reciclar 149, 249–260 (2019).

Artículo Google Académico

Reynolds, C. et al. Intervenciones para la reducción del desperdicio de alimentos en la etapa de consumo: qué funciona y cómo diseñar mejores intervenciones. Política alimentaria 83, 7–27 (2019).

Artículo Google Académico

Stathers, T. et al. Una revisión de alcance de las intervenciones para la reducción de pérdidas poscosecha de cultivos en el África subsahariana y el sur de Asia. Nat. Sostener. 3, 821–835 (2020).

Artículo Google Académico

Lipinski, B. et al. Documento de trabajo sobre la reducción de la pérdida y el desperdicio de alimentos (World Resources Institute, 2013); http://www.recursosmundialesreport.org

Pradhan, P., Fischer, G., van Velthuizen, H., Reusser, DE y Kropp, JP Cerrando las brechas de rendimiento: ¿qué tan sostenibles podemos ser? PLoS ONE 10, e0129487 (2015).

Artículo Google Académico

Stratton, AE et al. Mitigar las compensaciones de sostenibilidad a medida que los sistemas mundiales de frutas y verduras se expanden para cumplir con las recomendaciones dietéticas. Reinar. Res. Letón. 16, 055010 (2021).

Schreinemachers, P., Simmons, EB & Wopereis, MCS Aprovechando el poder económico y nutricional de las verduras. globo Sec. de alimentos. 16, 36–45 (2018).

Artículo Google Académico

Hawkes, C., Walton, S., Haddad, L. & Fanzo, J. 42 Políticas y acciones para orientar los sistemas alimentarios hacia dietas más saludables para todos (Centro de Políticas Alimentarias, City, Univ. London, 2020); https://researchcentres.city.ac.uk/food-policy#unit=publications

Pingali, P. Política agrícola y resultados nutricionales: más allá de la preocupación por los granos básicos. Seguridad Alimentaria 7, 583–591 (2015).

Artículo Google Académico

Arndt, C. et al. Bloqueos de COVID-19, distribución de ingresos y seguridad alimentaria: un análisis para Sudáfrica. globo Sec. de alimentos. 26, 100410 (2020).

Artículo Google Académico

Hadjikakou, M. & Wiedmann, T. en Handbook on Growth and Sustainability (eds Victor, PA & Dolter, B.) 256–276 (Edward Elgar, 2017).

Gerber, PJ et al. Abordar el cambio climático a través de la ganadería: una evaluación global de las emisiones y las oportunidades de mitigación (FAO, 2013); https://www.fao.org/publications/card/en/c/030a41a8-3e10-57d1-ae0c-86680a69ceea/

Paul, BK, Butterbach-Bahl, K., Notenbaert, A., Nduah Nderi, A. & Ericksen, P. Desarrollo ganadero sostenible en países de ingresos bajos y medianos: arrojando luz sobre soluciones basadas en evidencia. Reinar. Res. Letón. 16, 011001 (2021).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Li, A. et al. La inclusión financiera puede limitar el desarrollo sostenible bajo la globalización económica y el cambio climático. Reinar. Res. Letón. 16, 054049 (2021).

Jackson, P. et al. La alimentación como mercancía, derecho humano o común. Nat. Comida 2, 132–134 (2021).

Artículo Google Académico

Fader, M. et al. Redundancia biofísica pasada y presente de los países como amortiguador de cambios en el suministro de alimentos. Reinar. Res. Letón. 11, 055008 (2016).

Freund, F. & Springmann, M. El análisis de políticas indica que se necesitan reformas comerciales y de subsidios sensibles a la salud en el Reino Unido para evitar impactos adversos en la salud dietética después del Brexit. Nat. Comida 2, 502–508 (2021).

Bai, Z. et al. El comercio de alimentos y piensos ha tenido un gran impacto en la eficiencia mundial del uso de la tierra y el nitrógeno entre 1961 y 2017. Nat. Comida 2, 780–791 (2021).

Hadjikakou, M., Ritchie, EG, Watermeyer, KE y Bryan, BA Mejora de la evaluación de la sostenibilidad del sistema alimentario. Planeta Lanceta. Salud 3, e62–e63 (2019).

Artículo Google Académico

Li, M. et al. Las millas alimentarias mundiales representan casi el 20 % de las emisiones totales de los sistemas alimentarios. Nat. Comida 3, 445–453 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Willett, W. et al. Alimentos en el Antropoceno: la Comisión EAT-Lancet sobre dietas saludables de sistemas alimentarios sostenibles. Lanceta 393, 447–492 (2019).

Artículo Google Académico

Anderson, JR & Birner, R.Frutas y vegetales en la investigación agrícola internacional: ¿un caso de negligencia? Rev. Mundial Nutr. Dieta. 121, 42–59 (2020).

Nelson, G. et al. El crecimiento de los ingresos y los efectos del cambio climático en la seguridad nutricional mundial hasta mediados de siglo. Nat. Sostener. 1, 773–781 (2018).

Artículo Google Académico

Delzeit, R. et al. Vinculación de modelos CGE globales con modelos sectoriales para generar escenarios de referencia: enfoques, desafíos y oportunidades. J. Globo. economía Anal. 5, 162–195 (2020).

Artículo Google Académico

Geyik, O., Hadjikakou, M. & Bryan, BA Tendencias espaciotemporales en la adecuación de la producción de nutrientes dietéticos y las fuentes de alimentos. globo Sec. de alimentos. 24, 100355 (2020).

Artículo Google Académico

Balances de Alimentos (-2013, metodología antigua y población) (FAOSTAT, 2017); https://www.fao.org/faostat/en/#data/FBSH

Gustavsson, J., Cederberg, C., Sonesson, U., Van Otterdijk, R. & Meybeck, A. Global Food Losses and Food Waste – Alcance, Causas y Prevención (FAO, 2011); https://www.fao.org/3/mb060e/mb060e00.htm

Poore, J. & Nemecek, T. Reducción de los impactos ambientales de los alimentos a través de productores y consumidores. Ciencia 360, 987–992 (2018).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Emisiones - Agricultura (FAOSTAT, 2020); http://www.fao.org/faostat/en/#data/GT

Forster, P. et al. in Climate Change 2021: The Physical Science Basis (eds Masson-Delmotte, V. et al.) 923–1054 (IPCC, Cambridge Univ. Press, 2021).

Tubiello, FN et al. Emisiones de gases de efecto invernadero de los sistemas alimentarios: construyendo la base de evidencia. Reinar. Res. Letón. 16, 065007 (2021).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Naylor, RL et al. Una revisión retrospectiva de 20 años de la acuicultura mundial. Naturaleza 591, 551–563 (2021).

Artículo Google Académico

Tilman, D. & Clark, M. Las dietas globales vinculan la sostenibilidad ambiental y la salud humana. Naturaleza 515, 518–522 (2014).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Tacon, AGJ, Hasan, MR & Metian, M. Demanda y oferta de ingredientes para piensos para peces y crustáceos de cultivo: tendencias y perspectivas (FAO, 2011); http://www.fao.org/3/ba0002e/ba0002e.pdf

Factores de Conversión Técnica para Productos Básicos Agrícolas (FAO, 2000); http://www.fao.org/economic/the-statistics-division-ess/methodology/methodology-systems/technical-conversion-factors-for-agricultural-commodities/en/

Heffer, P., Gruère, A. & Roberts, T. Assessment of Fertilizer Use by Crop at the Global Level (Asociación Internacional de Fertilizantes e Instituto Internacional de Nutrición Vegetal, 2017); https://www.ifastat.org/nutricion-de-las-plantas

Bouwman, AF, Van Der Hoek, KW, Eickhout, B. & Soenario, I. Explorando los cambios en los sistemas mundiales de producción de rumiantes. agricola sist. 84, 121–153 (2005).

Artículo Google Académico

Anexo: Marco de Indicadores Globales para los Objetivos y Metas de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible (Naciones Unidas, 2017).

GAEZ v3.0: Zonas Agroecológicas Globales (IIASA/FAO, 2012); http://webarchive.iiasa.ac.at/Research/LUC/GAEZv3.0/

Mottet, A. et al. Mitigación del cambio climático y aumento de la productividad en las cadenas de suministro de ganado: perspectivas de estudios de casos regionales. registro Reinar. Cambio 17, 129–141 (2017).

Artículo Google Académico

Matriz Comercial Detallada (FAOSTAT, 2019); http://www.fao.org/faostat/en/#data/TM

Optimización (scipy.optimize) (SciPy, 2022); https://docs.scipy.org/doc/scipy/tutorial/optimize.html#id55

Producción (FAOSTAT, 2019); http://www.fao.org/faostat/en/#data

Pouillot, R. y Delignette-Muller, M.-L. Evaluación de la variabilidad y la incertidumbre en la evaluación de riesgos cuantitativos microbianos utilizando dos paquetes R. En t. J. Food Microbiol. 142, 330–340 (2010).

Artículo Google Académico

Huppmann, D. et al. Explorador de escenarios de 1,5 °C de IAMC y datos alojados por IIASA. Zenodo https://doi.org/10.5281/zenodo.3363345 (2019).

Smith, MA, Cain, M. & Allen, MR Mejora adicional del cálculo de emisiones equivalentes al calentamiento. npj Clim. atmósfera ciencia 4, 19 (2021).

Artículo Google Académico

Tennekes, M. tmap: mapas temáticos en RJ Stat. suave 84, 1–39 (2018).

Artículo Google Académico

Datos: Grupos de países y prestamistas del Banco Mundial (Banco Mundial, 2020); https://datahelpdesk.worldbank.org/knowledgebase/articles/906519-world-bank-country-and-lending-groups

Descargar referencias

Se agradece el apoyo financiero para esta investigación, de la German Research Foundation (DFG) a través del Sustainable Food Systems Research Training Group (RTG 2654) y la Deakin University, Australia (DUPR-STRATEGIC – 0000018831), ambos recibidos por OG. También agradecemos a P. Pradhan por compartir amablemente el código R preliminar utilizado para estimar los rendimientos potenciales a través del modelo GAEZ y a G. Ganti por proporcionar los datos utilizados para determinar las vías de emisión que no son de CO2 compatibles con el Acuerdo de París.

Centro de Ecología Integrativa, Escuela de Ciencias Ambientales y de la Vida, Universidad Deakin, Melbourne, Victoria, Australia

Ozge Geyik, Michalis Hadjikakou y Brett A. Bryan

Grupo de Capacitación en Investigación de Sistemas Alimentarios Sostenibles (RTG 2654), Universidad de Göttingen, Göttingen, Alemania

Ciervo Ozge

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OG, MH y BAB diseñaron el estudio. OG recopiló datos y realizó los análisis con la ayuda de MH, quien también calculó las estimaciones de la brecha de rendimiento de cultivos y los límites climáticos. Todos los autores discutieron los métodos y resultados, y ayudaron a dar forma a la investigación, el análisis y la interpretación. OG tomó la iniciativa de escribir el manuscrito con contribuciones sustanciales de todos los autores.

Correspondencia a Özge Geyik.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Nature Food agradece a Laixiang Sun y a los otros revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

a) Resultados de emisiones de CH4 por escenario y nivel de renta. Los resultados se presentan en megatones CH4 año-1. b) Resultados de emisiones de N2O por escenario y nivel de ingreso. Los resultados se presentan en megatones N2O año-1. Las barras muestran las emisiones totales de 128 países, es decir, n = 128, según los factores de emisión predeterminados (correspondientes a la moda como medida central). Las barras de error muestran los percentiles 25 y 75 (consulte Estimaciones de incertidumbre).

Datos fuente

Fig. 1 complementaria y discusión complementaria.

Cuadros complementarios.

Fuente de datos estadísticos.

Fuente de datos estadísticos.

Fuente de datos estadísticos.

Fuente de datos estadísticos.

Fuente de datos estadísticos.

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Reimpresiones y permisos

Geyik, Ö., Hadjikakou, M. & Bryan, BA Las intervenciones sensibles al clima y sensibles a la nutrición pueden cerrar la brecha global de nutrientes en la dieta mientras reducen las emisiones de GEI. Nat Food 4, 61–73 (2023). https://doi.org/10.1038/s43016-022-00648-y

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Recibido: 04 Abril 2022

Aceptado: 24 de octubre de 2022

Publicado: 23 diciembre 2022

Fecha de emisión: enero de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s43016-022-00648-y

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