Nicht alles Fleisch ist gleich geschaffen
Wie Ernährungsumstellungen die Nahrungsmittelproduktion weltweit unterstützen können
Wenn Sie sich wirklich mit der weltweiten Nahrungsmittelproduktion beschäftigen wollen, ist Marokko ein guter Ausgangspunkt. Sie wachsen hier nicht viel, aber es sind Bergwerke mit den meisten der weltweit bekannten Phosphatgesteinsreserven, der Hauptquelle des Nährstoffs Phosphor. Die meisten von uns auf der ganzen Welt, die meisten Tage, werden etwas Nahrung essen, die auf Feldern angebaut wird, die mit Phosphatgestein aus diesen Minen gedüngt werden.
In diesem Modell, wie Phosphor durch das landwirtschaftliche System fließt, können "Knöpfe" nach oben oder unten gedreht werden, um verschiedene Erhaltungsszenarien zu schaffen. Wenn ein Knopf gedreht wird -- z.B. Bruchteil des Tierfleisches in der Nahrung, Bruchteil der vergeudeten Nahrung, Bruchteil des menschlichen Abfalls recycelt - schleppt sich das Modell, das Lecks und Verluste aus dem Nahrungsmittelsystem berücksichtigt, zurück, um zu berechnen, inwieweit der Phosphatabbau reduziert werden könnte.
Stevens Institute of Technology
Phosphor ist ein essentieller Mineralstoff für den Anbau von Nahrungsmitteln, aber die Forschung deutet darauf hin, dass er unnachhaltig abgebaut wird. Wenn die Reserven knapp werden, wird die Nahrungsmittelproduktion eingeschränkt und Hungersnöte sind durchaus möglich.
David Vaccari, Umweltingenieur am Stevens Institute of Technology, und Kollegen haben nun ein Modell entwickelt, das beschreibt, wie Phosphor durch das globale Ernährungssystem fließt. Das Modell, das in der Ausgabe vom 4. September von Environmental Science & Technology veröffentlicht wurde, kann vorhersagen, wie mehrere verschiedene Erhaltungsansätze die Nachfrage nach einer nicht erneuerbaren Ressource reduzieren könnten, die für die Ernährung der Welt absolut unerlässlich ist.
"Phosphat wird auf dem ganzen Planeten verbreitet, aber kaum recycelt", sagte Vaccari, ein Pionier der Phosphatforschung, der die Arbeit leitete. "Das Modell erlaubt es uns, spezifische Was-wäre-wenn-Fragen zu beantworten, um zu sehen, wie bestimmte Veränderungen im menschlichen Verhalten die Erhaltung dieser Ressource signifikant verbessern und damit zur Erhaltung der weltweiten Nahrungsmittelproduktion beitragen können."
In der Vergangenheit war der Phosphorkreislauf praktisch geschlossen: Pflanzen wurden von Mensch und Tier gefressen, während ihr Kot als natürlicher Dünger für den Wiederanbau verwendet wurde. Heutzutage ist der Zyklus unterbrochen. Jedes Jahr werden Phosphatgesteine abgebaut und zu Düngemitteln verarbeitet. Diese wird in Nutzpflanzen umgewandelt, die in die Städte transportiert werden, um dort zu essen. Bei jedem Schritt geht etwas Phosphor verloren und gelangt in die Umwelt. Der Abfluss aus den landwirtschaftlichen Betrieben fließt in die Gewässer, Lebensmittelabfälle gehen auf Deponien, und die menschlichen Abfälle gelangen in die Abwasserentsorgung, von denen die meisten schließlich im Meer landen. Ein Zyklus ist zu einem linearen Prozess geworden.
Vaccari und Kollegen modellieren diesen Zyklus mit "Knöpfen", die nach oben oder unten gedreht werden können, um verschiedene Erhaltungsszenarien zu schaffen. Wenn ein Knopf gedreht wird - z.B. Bruchteil des Tierfleisches in der Nahrung, Bruchteil der vergeudeten Nahrung, Bruchteil des menschlichen Abfalls recycelt -, greift das Modell, das Lecks und Verluste aus dem Nahrungsmittelsystem berücksichtigt, zurück, um zu berechnen, inwieweit der Phosphatabbau reduziert werden kann.
Das Modell zeigt mehrere interessante Ergebnisse:
- Kollektive Ernährungsumstellungen können die Nachfrage nach Phosphatabbau erheblich reduzieren. Da verschiedene Tiere einen unterschiedlichen Fußabdruck auf dem Phosphatbergbau haben, könnten diese Veränderungen auch die Reduzierung des gesamten Fleischkonsums oder die Umstellung auf Fleisch beinhalten, das weniger Futter für die Produktion benötigt; zum Beispiel benötigt man 32 Pfund Futter, um essbares Rindfleisch herzustellen, 11 Pfund, um essbares Schweinefleisch herzustellen, und vier Pfund, um essbares Huhn herzustellen, und etwa ein oder zwei Pfund für Milch und Eier. Je weniger Pfund Futter benötigt werden, desto geringer ist der Bedarf an Phosphatabbau.
- Ernährungsbedingte Veränderungen würden die Nachfrage nach Phosphor nur bis zu einem gewissen Grad reduzieren; dann würde die Nachfrage überraschend steigen. Das liegt daran, dass der Verzehr von weniger Fleisch zwangsläufig zu mehr Nutzpflanzen führen würde, und anfangs könnten die Nutzpflanzen Phosphor aus nicht bergbaulichen Ressourcen wie der natürlichen Mineralerosion im Boden verwenden. Die natürliche Mineralerosion würde jedoch nicht ausreichen, um die gestiegene Nachfrage nach Pflanzen aufrechtzuerhalten, so dass Phosphatbergwerke wieder erschlossen werden müssten.
- Berechnungen zeigen, dass die Reduzierung der Menge an Lebensmitteln, die wir verschwenden, etwa 80 mal effektiver ist, um Phosphor zu konservieren, als das Recycling derselben Abfälle.
- Selbst wenn 100 Prozent des Phosphors in unseren menschlichen Abfällen recycelt würden, würde der Abbau von Phosphor nur etwa 16 Prozent reduziert; das Recycling von 100 Prozent der Lebensmittelabfälle würde den Abbau um 5 Prozent reduzieren. Recycling hat einen so geringen Einfluss auf die Konservierung, da recycelter Phosphor im Lebensmittelsystem weitgehend den gleichen Verlusten unterliegt wie Düngemittel. Obwohl das Recycling immer noch Teil der Lösung ist, ist es daher viel besser, die Abfallmenge, die wir produzieren, zu reduzieren.
- Wenn die Welt ganz auf Phosphor angewiesen wäre, der nicht vom Bergbau stammt, könnte sie nur etwa ein Drittel der heutigen Weltbevölkerung bei gleichbleibender Nutzung und Recyclingeffizienz versorgen.
- Wenn wir jedoch unsere Effizienz deutlich steigern würden, wäre es möglich, etwa das Doppelte der heutigen Weltbevölkerung zu unterstützen.
Der Welt wird jedoch der Phosphor nicht ausgehen. Bei den derzeitigen Nutzungsraten könnten bekannte Phosphorreserven die landwirtschaftliche Produktion für mehrere Jahrhunderte aufrecht erhalten, so Vaccari. Aber im Gegensatz zu Stickstoff, der 78 Prozent der Atmosphäre ausmacht (und ein Hauptbestandteil von Düngemitteln ist), ist Phosphat eine endliche Ressource - und "neue Phosphorquellen werden schwer zu finden sein", sagt Vaccari.
Die Reduzierung des Phosphatabbaus hat noch weitere Vorteile. Wenn Phosphor aus den Systemen der Landwirtschaft, Lebensmittelproduktion und Abfallentsorgung "austritt", trägt er zu schweren Wasserverschmutzungsproblemen wie schädlichen Algenblüten in Seen und in der Küstenzone bei. Abgesehen von den seit langem bekannten Problemen der öffentlichen Gesundheit und den wirtschaftlichen Auswirkungen der Algenblüte in den Fischergemeinden hat eine tödliche Algensorte in letzter Zeit mehrere Hundetodesfälle im Süden der Vereinigten Staaten verursacht.
"Phosphor ist lebenswichtig", sagte Vaccari. "Es ist also geplant, es lange Zeit durch nachhaltigen und verantwortungsbewussten Abbau von Phosphat beizubehalten - und dieses Modell hilft uns, optimale Wege zu finden, wie wir das erreichen können."
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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