Mục lục bài họcĐang ở d05-b2
Terrestrial Food Production Systems and Their Sustainability
Comparing systems. Food production systems are compared on a standard set of criteria, and a strong answer uses several rather than only yield: yield per unit area, energy input per unit of food energy output, water use, fertiliser and pesticide use, labour input, pollution generated, biodiversity impact, and social effects on rural communities. The two axes usually used are subsistence versus commercial, which describes who the output is for, and intensive versus extensive, which describes how much input is applied per unit area.
The energy paradox. Traditional subsistence systems can return several units of food energy for each unit of energy invested, because the main input is human and animal labour. Intensive commercial systems often return less food energy than the energy invested, once fertiliser manufacture, machinery fuel, irrigation pumping, processing, refrigeration and transport are counted. They are far more productive per hectare and per worker, but far less efficient in energy terms. Stating this trade-off precisely is what distinguishes a strong answer from a list.
The Green Revolution. High-yielding dwarf varieties of wheat and rice, combined with fertiliser, irrigation and pesticides, raised cereal output faster than population in several countries and averted the famines widely predicted in the 1960s. Its costs were real and are the point of most examination questions: groundwater depletion where subsidised pumping removed any signal of scarcity, salinisation from prolonged irrigation, loss of crop genetic diversity as many local varieties were abandoned, dependence on purchased inputs that ties production costs to fuel prices, and a distributional effect, since the benefits went disproportionately to farmers with enough capital to buy the inputs and drill wells.
Terrestrial compared with aquatic production. The decisive difference is trophic level. Most terrestrial food is taken from producers and herbivores, which is energetically efficient. Most aquatic food is taken from carnivores several levels up the food chain, which is why the same effort yields far less biomass and why fisheries collapse more readily.
Making production more sustainable. Measures include reducing meat in the diet, especially meat raised on irrigated grain; cutting food waste, which is a very large share of production in both high- and low-income countries though for different reasons; improving soil management; integrated pest management instead of blanket spraying; and altering the political economy that shapes these choices, since subsidies frequently reward exactly the practices that cause degradation.
So sánh các hệ thống. Các hệ thống sản xuất lương thực được so sánh theo một bộ tiêu chí chuẩn, và câu trả lời mạnh dùng nhiều tiêu chí chứ không chỉ dùng năng suất: sản lượng trên đơn vị diện tích, năng lượng đầu vào trên mỗi đơn vị năng lượng lương thực đầu ra, lượng nước sử dụng, lượng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật, lượng lao động, mức ô nhiễm tạo ra, tác động lên đa dạng sinh học, và tác động xã hội lên cộng đồng nông thôn. Hai trục thường dùng là tự cấp đối lại thương mại, mô tả sản phẩm dành cho ai, và thâm canh đối lại quảng canh, mô tả lượng đầu vào áp dụng trên mỗi đơn vị diện tích.
Nghịch lý năng lượng. Các hệ tự cấp truyền thống có thể trả lại vài đơn vị năng lượng lương thực cho mỗi đơn vị năng lượng bỏ vào, vì đầu vào chính là sức người và sức súc vật. Các hệ thâm canh thương mại thường trả lại ít hơn lượng năng lượng bỏ vào, một khi đã tính cả năng lượng sản xuất phân bón, nhiên liệu máy móc, bơm tưới, chế biến, bảo quản lạnh và vận chuyển. Chúng cho năng suất cao hơn nhiều trên mỗi hecta và trên mỗi lao động, nhưng kém hiệu quả hơn hẳn về mặt năng lượng. Nêu chính xác sự đánh đổi này là điều phân biệt một câu trả lời mạnh với một danh sách liệt kê.
Cách mạng Xanh. Các giống lúa mì và lúa gạo lùn năng suất cao, kết hợp với phân bón, thuỷ lợi và thuốc bảo vệ thực vật, đã làm sản lượng ngũ cốc tăng nhanh hơn dân số ở nhiều nước và ngăn được những nạn đói được dự báo rộng rãi trong thập niên 1960. Các chi phí của nó là có thật và là trọng tâm của phần lớn đề thi: cạn kiệt nước ngầm ở nơi trợ giá bơm tưới xoá sạch tín hiệu khan hiếm, nhiễm mặn do tưới kéo dài, mất đa dạng di truyền cây trồng khi nhiều giống địa phương bị bỏ, phụ thuộc vào đầu vào phải mua khiến chi phí sản xuất gắn chặt vào giá nhiên liệu, và một tác động phân phối, vì lợi ích tập trung không cân xứng vào những hộ đủ vốn để mua đầu vào và khoan giếng.
So sánh sản xuất trên cạn với dưới nước. Khác biệt quyết định nằm ở bậc dinh dưỡng. Phần lớn lương thực trên cạn được lấy từ sinh vật sản xuất và động vật ăn cỏ, tức hiệu quả về mặt năng lượng. Phần lớn thực phẩm dưới nước được lấy từ các loài ăn thịt ở vài bậc cao hơn trong chuỗi thức ăn, và đó là lý do cùng một nỗ lực cho ra lượng sinh khối ít hơn nhiều, cũng là lý do nghề cá dễ sụp đổ hơn.
Làm cho sản xuất bền vững hơn. Các biện pháp gồm giảm thịt trong khẩu phần, đặc biệt là thịt nuôi bằng ngũ cốc tưới; cắt giảm thất thoát và lãng phí lương thực, vốn chiếm một phần rất lớn sản lượng ở cả nước thu nhập cao lẫn thấp dù vì những lý do khác nhau; cải thiện quản lý đất; quản lý dịch hại tổng hợp thay cho phun thuốc diện rộng; và thay đổi chính nền kinh tế chính trị định hình các lựa chọn đó, vì các khoản trợ giá thường thưởng cho đúng những tập quán gây thoái hoá.
Hệ thống A là canh tác lúa nước tự cấp ở châu Á, dùng sức người và sức trâu, phân chuồng, giống địa phương. Hệ thống B là trồng ngô thương mại quy mô lớn ở vùng ôn đới, cơ giới hoá hoàn toàn, tưới bằng bơm, phân đạm tổng hợp và thuốc trừ cỏ. Hãy so sánh và kết luận hệ nào bền vững hơn.
Sản lượng trên mỗi hecta. Hệ B thường cao hơn, đôi khi cao hơn nhiều lần, nhờ giống năng suất cao cùng phân bón và nước được cấp đủ. Đây là tiêu chí duy nhất mà hệ B thắng rõ ràng, và cũng là tiêu chí mà bài yếu thường dừng lại ở đó.
Sản lượng trên mỗi lao động. Hệ B cao hơn hàng chục tới hàng trăm lần, vì một người vận hành máy làm được diện tích mà hệ A cần cả một cộng đồng. Đây là lý do kinh tế thực sự đứng sau việc cơ giới hoá, và nó là một ưu điểm thật cần nêu.
Hiệu suất năng lượng — và đây là chỗ đảo chiều. Hệ A trả lại nhiều đơn vị năng lượng lương thực cho mỗi đơn vị bỏ vào, vì đầu vào chủ yếu là sức người và sức trâu vốn tự tái tạo bằng chính lương thực trồng ra. Hệ B thường trả lại ít hơn lượng bỏ vào, một khi tính đủ năng lượng để sản xuất phân đạm theo quy trình Haber–Bosch, nhiên liệu máy móc, điện bơm tưới, chế biến, bảo quản lạnh và vận chuyển. Nói cách khác, hệ B rất năng suất nhưng không hiệu quả — nó chuyển năng lượng hoá thạch thành lương thực.
Tác động lên đất và nước. Hệ A giữ đất được che phủ gần như quanh năm và trả lại chất hữu cơ qua phân chuồng, nên tầng mùn ổn định; ruộng bậc thang ở vùng đồi còn làm chậm dòng nước. Hệ B để đất trần giữa các vụ, cày xới nhiều làm mất mùn, và bơm tưới có nguy cơ hạ mực nước ngầm cùng gây nhiễm mặn ở vùng khô. Phân đạm dư rửa trôi gây phú dưỡng nguồn nước hạ lưu.
Đa dạng sinh học và khả năng chống chịu. Hệ A dùng nhiều giống địa phương thích nghi với điều kiện tại chỗ và thường xen canh, nên nếu một giống bị sâu bệnh thì các giống khác vẫn cho thu. Hệ B độc canh một giống trên diện tích rất lớn, tức toàn bộ cánh đồng có cùng một điểm yếu di truyền — một chủng sâu bệnh mới có thể phá huỷ toàn bộ.
Kết luận có điều kiện, và đây là phần được chấm. Không thể kết luận chung. Hệ A bền vững hơn về năng lượng, đất và đa dạng sinh học, nhưng nó không nuôi nổi một dân số đô thị lớn và giữ người lao động ở mức thu nhập thấp. Hệ B bền vững hơn về khả năng nuôi nhiều người trên ít lao động, nhưng nó phụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch giá rẻ và vào nguồn nước ngầm mà nó đang tiêu cạn. Phát biểu chính xác là: hệ A không nhân rộng được, hệ B không duy trì được lâu dài, và hướng đi hợp lý là lấy phần quản lý đất cùng đa dạng của hệ A ghép vào năng suất của hệ B — đó chính là nội dung của các mô hình canh tác bảo tồn.
Giải thích bằng sinh thái học vì sao cùng một diện tích đất nuôi được nhiều người hơn hẳn nếu người ăn ngũ cốc trực tiếp thay vì ăn thịt bò nuôi bằng ngũ cốc, và nêu hai giới hạn của kết luận này.
Cơ chế — quy tắc mười phần trăm. Mỗi lần năng lượng đi lên một bậc dinh dưỡng, khoảng chín phần mười bị mất. Phần lớn nhất mất qua hô hấp của con vật để duy trì sự sống, vận động và — với động vật hằng nhiệt như bò — giữ thân nhiệt. Một phần không tiêu hoá được và thải ra theo phân. Một phần nằm ở xương, lông và các mô không ăn được.
Hệ quả bằng số. Nếu một hecta ngũ cốc cho một lượng năng lượng nhất định và con người ăn trực tiếp, toàn bộ lượng đó tới được người. Nếu cùng lượng ngũ cốc đó dùng để nuôi bò rồi người ăn thịt bò, chỉ khoảng một phần mười tới được người. Nói cách khác, thêm một bậc dinh dưỡng vào chuỗi làm giảm số người nuôi được trên cùng diện tích khoảng mười lần.
Hệ quả về nước, cùng một logic. Toàn bộ lượng nước dùng để trồng thức ăn chăn nuôi được tính vào dấu chân nước của thịt, nên 1 kg thịt bò tốn khoảng 15 400 lít so với khoảng 1 800 lít cho 1 kg lúa mì. Cùng một quy tắc mười phần trăm, áp dụng vào một nguồn lực khác.
Giới hạn 1 — không phải mọi đất đều trồng trọt được. Đây là phản biện quan trọng nhất và bài đạt điểm cao phải nêu. Rất nhiều đồng cỏ tự nhiên nằm ở nơi quá dốc, quá khô, quá lạnh hoặc đất quá mỏng để trồng cây lương thực. Trên những vùng đó, gia súc chuyển hoá cỏ mà con người không ăn được thành đạm mà con người ăn được, tức chúng làm tăng chứ không giảm lượng lương thực. Vì vậy kết luận đúng không phải bỏ thịt mà là giảm thịt được nuôi bằng ngũ cốc tưới trên đất lẽ ra trồng được cây lương thực.
Giới hạn 2 — dinh dưỡng và bối cảnh xã hội. Thịt, trứng và sữa cung cấp đạm hoàn chỉnh cùng sắt, kẽm và vitamin B12 ở dạng dễ hấp thụ, và ở nhiều cộng đồng thu nhập thấp thì một lượng nhỏ thực phẩm động vật tạo khác biệt lớn cho sự phát triển của trẻ em. Chăn nuôi còn là hình thức tích luỹ tài sản và bảo hiểm rủi ro ở những nơi không có ngân hàng. Vì vậy khuyến nghị giảm thịt hợp lý với các nước tiêu thụ cao, và không hợp lý nếu áp cho các cộng đồng vốn đã ăn rất ít thực phẩm động vật.
Câu tổng quát. Quy tắc mười phần trăm cho biết giới hạn vật lý, còn đất đai, dinh dưỡng và bối cảnh xã hội quyết định khuyến nghị hợp lý trong từng trường hợp cụ thể.
Bẫy 2 — trình bày Cách mạng Xanh một chiều. Nó thật sự đã ngăn được nạn đói được dự báo; các chi phí về nước ngầm, nhiễm mặn, mất đa dạng giống và bất bình đẳng cũng thật. Kết luận đúng là nó DỜI giới hạn chứ không xoá giới hạn.
Bẫy 3 — kết luận đơn giản rằng nên bỏ thịt. Rất nhiều đồng cỏ nằm ở nơi không trồng trọt được, và ở đó gia súc chuyển cỏ người không ăn được thành đạm người ăn được. Kết luận đúng là giảm thịt nuôi bằng NGŨ CỐC TƯỚI trên đất lẽ ra trồng được cây lương thực.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Soil Systems and Terrestrial Food Production Systems and Societies gồm 14 câu trắc nghiệm và 5 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.