DOI: https://doi.org/10.1038/s44284-023-00023-3
تاريخ النشر: 2024-01-22
المؤلف: Jason K. Hawes وآخرون
الموضوع الرئيسي: الزراعة الحضرية والاستدامة
نظرة عامة
تبحث الدراسة التي أجريت تحت برنامج الأفق 2020 للاتحاد الأوروبي في التأثيرات البيئية للزراعة الحضرية (UA) من خلال تقييم دورة الحياة لـ 73 مزرعة وحديقة حضرية منخفضة التقنية في المدن الصناعية في الشمال العالمي. تشير النتائج إلى أنه، على عكس التوقعات، تظهر العديد من المزارع الحضرية منخفضة التقنية انبعاثات غازات دفيئة (GHG) أعلى مقارنة بالزراعة التقليدية. هذه الفجوة ملحوظة بشكل خاص في المدن الصناعية والمناخات الجافة أو الأكثر دفئًا. تؤكد الدراسة أن المزارع الحضرية ذات الإنتاج العالي التي تركز على المحاصيل الكثيفة الكربون يمكن أن تسهم في نموذج زراعة حضرية أكثر صداقة للمناخ.
لتحسين استدامة الزراعة الحضرية، يوصي المؤلفون بتمديد عمر البنية التحتية، وزيادة إعادة استخدام المواد، وتعظيم الفوائد الاجتماعية. يدعون إلى تصميم وإدارة مدروسة للمزارع الحضرية لتتوافق مع الأهداف المناخية. كما تبرز الدراسة الحاجة إلى تبني أوسع لأفضل الممارسات وإجراء دراسات إضافية لتحسين هذه الاستراتيجيات. من خلال قياس التأثيرات المناخية ومتطلبات المغذيات للفواكه والخضروات المنتجة حضريًا، تسد الدراسة فجوة حاسمة في الأدبيات، مما يبرز إمكانية الزراعة الحضرية في المساهمة بشكل إيجابي في البيئات الحضرية المستدامة مع معالجة تحديات تغير المناخ.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى أن الزراعة الحضرية منخفضة التقنية (UA) لها بصمة كربونية أكبر بحوالي ست مرات من تلك الخاصة بالزراعة التقليدية. أظهر تحليل مقارن للغذاء المنتج في مواقع الزراعة الحضرية مقابل المزارع التقليدية أنه، في المتوسط، تكون الزراعة الحضرية أكثر كثافة كربونية، خاصة بالنسبة للحدائق الجماعية (المتوسط = 0.81 كجم CO2e/حصة) والحدائق الفردية (المتوسط = 0.34 كجم CO2e/حصة)، مع دلالة إحصائية (p < 0.001 للحدائق الفردية). بينما تنتج المزارع الحضرية عمومًا انبعاثات كربونية مشابهة لتلك الخاصة بالمزارع التقليدية، إلا أنها يمكن أن تكون تنافسية في ظل ظروف معينة، خاصة عند استبعاد الحالات ذات الكثافة الكربونية العالية بشكل خاص. كما تبرز الدراسة أن كثافة الكربون في الزراعة الحضرية تختلف حسب البلد، حيث تظهر بولندا أقل التأثيرات بسبب هيمنة الحدائق الفردية، بينما تظهر المملكة المتحدة أعلى التأثيرات المرتبطة بالحدائق الجماعية. علاوة على ذلك، تحدد الدراسة محاصيل معينة يمكن أن تكون تنافسية من حيث الكربون مع الزراعة التقليدية، مثل الطماطم، التي تظهر انبعاثات كربونية متوسطة أقل في البيئات الحضرية مقارنة بنظيراتها التقليدية. تشير النتائج إلى أن منتجي الغذاء الحضري يمكنهم تعزيز كفاءة الكربون من خلال اختيار المحاصيل التي تُزرع تقليديًا باستخدام طرق أقل كثافة كربونية. تؤكد الدراسة على أهمية الممارسات المستدامة في الزراعة الحضرية، موصية باستراتيجيات مثل تمديد عمر البنية التحتية، واستخدام النفايات الحضرية كمدخلات، وتوليد فوائد اجتماعية لتحسين التنافسية الكربونية. من الجدير بالذكر أن البحث يبرز الحاجة إلى سياسات تضمن استقرار ملكية الأراضي لمواقع الزراعة الحضرية للتخفيف من مخاطر التهجير وفقدان البنية التحتية، وهو أمر حاسم لتحقيق الاستدامة البيئية على المدى الطويل في إنتاج الغذاء الحضري.
المناقشة
تؤكد قسم المناقشة في ورقة البحث على دور الزراعة الحضرية (UA) في الحفاظ على الكربون من خلال التعايش الحضري، الذي ينطوي على إعادة استخدام المواد النفايات داخل الأنظمة الحضرية. تشير النتائج إلى أن الزراعة الحضرية يمكن أن تقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون – بأكثر من 52% – عندما تقوم بشكل فعال بإعادة تدوير النفايات الحضرية لاحتياجات زراعية متنوعة. من الجدير بالذكر أنه عندما تستخدم مواقع الزراعة الحضرية مواد مستمدة بالكامل من النفايات الحضرية، يمكنها تحقيق تنافسية كربونية مع الزراعة التقليدية. ومع ذلك، تظل معدلات إعادة التدوير الحالية للنفايات الناتجة عن البناء والهدم منخفضة، مما يشير إلى الحاجة إلى تحسين التعاون بين المدن وقطاع البناء لتعزيز توفر الموارد للزراعة الحضرية.
تسلط الدراسة أيضًا الضوء على فوائد التسميد، الذي يقلل من الاعتماد على الأسمدة الاصطناعية ويخفض انبعاثات غازات الدفيئة. بينما يمكن أن توفر ممارسات التسميد الكربون، يمكن أن يؤدي التسميد غير المدروس إلى زيادة الانبعاثات، خاصة الميثان. تدعو الدراسة إلى إدارة مركزية للتسميد وتدريب مناسب لممارسي الزراعة الحضرية للتخفيف من هذه المخاطر. بالإضافة إلى ذلك، يتم الإشارة إلى عدم الاستفادة الكافية من مياه الأمطار والمياه الرمادية للري، مع توصيات للمدن لدعم ممارسات الري منخفضة الكربون. تؤكد النتائج على الفوائد المتعددة الأوجه للزراعة الحضرية، بما في ذلك التحسينات الاجتماعية بجانب إنتاج الغذاء، مما يشير إلى أن تعزيز الفوائد الاجتماعية يمكن أن يؤدي إلى تقليل البصمات الكربونية في إنتاج الغذاء. تشمل اتجاهات البحث المستقبلية تحسين جمع البيانات حول تدفقات الكربون في التسميد واستكشاف الديناميات الموسمية للزراعة الحضرية بالنسبة للزراعة التقليدية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s44284-023-00023-3
Publication Date: 2024-01-22
Author(s): Jason K. Hawes et al.
Primary Topic: Urban Agriculture and Sustainability
Overview
The research conducted under the European Union’s Horizon 2020 program investigates the environmental impacts of urban agriculture (UA) through a life cycle assessment of 73 low-tech urban farms and gardens in industrialized cities of the global north. The findings indicate that, contrary to expectations, many low-tech urban farms exhibit higher greenhouse gas (GHG) emissions compared to conventional agriculture. This discrepancy is particularly pronounced in industrializing cities and arid or warmer climates. The study emphasizes that high-production urban farms focusing on carbon-intensive crops could potentially contribute to a more climate-friendly urban agriculture model.
To enhance the sustainability of UA, the authors recommend extending the lifespan of infrastructure, increasing material reuse, and maximizing social benefits. They advocate for judicious design and management of urban farms to align with climate goals. The research also highlights the need for broader adoption of best practices and further studies to refine these strategies. By quantifying the climate impacts and nutrient demands of urban-produced fruits and vegetables, the study fills a critical gap in the literature, underscoring the potential of UA to contribute positively to sustainable urban environments while addressing the challenges of climate change.
Results
The results of the study indicate that low-tech urban agriculture (UA) has a carbon footprint approximately six times greater than that of conventional agriculture. A comparative analysis of food produced at UA sites versus conventional farms revealed that, on average, UA is more carbon-intensive, particularly for collective gardens (mean = 0.81 kg CO2e/serving) and individual gardens (mean = 0.34 kg CO2e/serving), with statistical significance (p < 0.001 for individual gardens). While urban farms generally produce similar carbon emissions to conventional farms, they can be competitive under certain conditions, especially when excluding particularly carbon-intensive cases. The study also highlights that the carbon intensity of UA varies by country, with Poland exhibiting the lowest impacts due to a predominance of individual gardens, while the UK shows the highest impacts linked to collective gardens. Furthermore, the research identifies specific crops that can be carbon-competitive with conventional agriculture, such as tomatoes, which demonstrate lower median carbon emissions in urban settings compared to their conventional counterparts. The findings suggest that urban food producers can enhance carbon efficiency by selecting crops that are conventionally grown using less carbon-intensive methods. The study emphasizes the importance of sustainable practices in UA, recommending strategies such as extending infrastructure lifetimes, utilizing urban waste as inputs, and generating social benefits to improve carbon competitiveness. Notably, the research underscores the need for policies that ensure stable land tenure for UA sites to mitigate the risks of displacement and infrastructure loss, which are critical for achieving long-term environmental sustainability in urban food production.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the role of urban agriculture (UA) in carbon conservation through urban symbiosis, which involves reusing waste materials within urban systems. The findings indicate that UA can significantly reduce carbon emissions—by over 52%—when it effectively upcycles urban waste for various agricultural needs. Notably, when UA sites utilize materials sourced entirely from urban waste, they can achieve carbon competitiveness with conventional agriculture. However, the current recycling rates for construction and demolition waste remain low, suggesting a need for improved collaboration between cities and the building sector to enhance resource availability for UA.
The study also highlights the benefits of composting, which reduces reliance on synthetic fertilizers and lowers greenhouse gas emissions. While composting practices can save carbon, poorly managed composting can lead to increased emissions, particularly methane. The research advocates for centralized compost management and proper training for UA practitioners to mitigate these risks. Additionally, the underutilization of rainwater and greywater for irrigation is noted, with recommendations for cities to support low-carbon irrigation practices. The findings underscore the multifaceted benefits of UA, including social improvements alongside food production, suggesting that enhancing social benefits can lead to lower carbon footprints in food production. Future research directions include better data collection on composting carbon fluxes and exploring the seasonal dynamics of UA in relation to conventional agriculture.