综述：推物系统可持续性：多系统整合取新兴学

　　天气取非天气相关的复合事务对食物系统了庞大压力，然而复杂的-人类-社会机制仍不清晰。鉴于食物系统内部彼此联系关系的复杂性，当反馈回通过恶性轮回放大时，影响可能会加剧。为满脚将来的食物需求、提超出跨越产不变性、最小化影响并顺应社会-生态波动，本研究采用天气取非天气相关的复合事务对食物系统了庞大压力，然而复杂的-人类-社会机制仍不清晰。鉴于食物系统内部彼此联系关系的复杂性，当反馈回通过恶性轮回放大时，影响可能会加剧。为满脚将来的食物需求、提超出跨越产不变性、最小化影响并顺应社会-生态波动，本研究采用完整的元耦合框架（metacoupling framework），以识别天气性热点、流动及相关反馈，从而通过操纵先辈手艺和协做勤奋制定协同效益处理方案，优化食物供应并推进天气韧性。该框架应从头审视供应链勾当、驱动要素、好处相关者和反馈，从而帮帮发觉躲藏的社会生态衡量取协同现象。本研究视角将农业“出产-消费-研究推广”（production-consumer-research extension， PCR）纽带确定为一种根基东西，以支撑正在食物出产、加工、消费、储存及措置或收受接管方面制定连贯且可持续的政策，最终实现持久可持续且有韧性的食物系统。自20世纪60年代以来，全球食物产量增加了三倍，但陪伴而来的是退化、微量养分素密度降低、天气韧性削弱和养分质量下降等负面外部效应。食物系统约占全球温室气体（greenhouse gas， GHG）排放总量的三分之一，减排需求十分紧迫。全球变暖正迫近1。5°C临界值，极端气候事务频发，导致做物减产、供应链中缀和食物价钱上涨，进而损害粮食取养分平安。分歧地域的经济和食物系统正派历由风行病、冲突和极端气候等耦合冲击以及天气变化、不服等和退化等持久压力激发的波动。做为美国及全球的主要粮仓，美国部地域面对可持续性取不服等方面的严峻挑和，估计气温升高和春季变湿将降低玉米和大豆产量。俄罗斯-乌克兰冲突导致全球多达2。76亿人陷入严沉饥饿，谷物价钱大幅上涨；霍尔木兹海峡封闭使油轮运输量削减95%以上，推高了农业投入品价钱。因而，亟需采用元耦合方式做为全体性框架，以毗连分歧系统及其跨标准的流动取反馈，加强对多沉冲击的韧性。元耦合框架是对人类-天然耦合系统进行跨时空标准全体性阐发的系统性框架。正在每个耦合系统中，步履者、缘由和效应形成三大体素；流动毗连分歧耦合系统，根据流动标的目的取反馈回可划分为发送、领受和溢出系统。该框架涵盖核心系统、临近系统、遥远系统和溢出系统四大系统，由驱动要素、通量、反馈和成果彼此联合。全球食物系统可持续性指数（global food system sustainability index， GFSSI）答应分歧收入程度国度的跨国比力，而元耦合框架可帮帮低收入国度正在处所社区（内耦合）、临近区域（近耦合）和遥远国度或全球系统（遥耦合）三个联系关系标准上阐发食物系统。自绿色以来，高产物种的大规模出产虽大幅改善了粮食平安，但也导致食物消费差别、公共健康和问题。美国的碳排放自2005年后有所下降，但仍占全球温室气体排放的主要份额。正在全球化布景下，遥远的决策和全球议程日益影响当地食物系统决策，因此需要加强对元耦合世界中人类-系统彼此感化的理解。鉴于食物系统各构成部门彼此交错并构成跨距离效应的“元耦合”人类取天然系统，需要采用软径策略以加强食物系统的可持续性和韧性。软径优先考虑矫捷性、可持续性和顺应性，以代替保守的“硬性”或刚性系统。计谋视野模子提出四项计谋步履：视野1（H1）和术，聚焦现有焦点营业的增量优化；视野2（H2）计谋，聚焦“阶梯式变化”和机遇投资；视野3（H3）愿景，聚焦近景规划和将来可行方案；视野4（H4）系统变化，聚焦配合改变系统法则。实现软径需要实现从集约化出产和耗竭土壤的单一做植向因地制宜的出产系统改变。间做可正在削减投入的同时供给具有合作力的产量和更具养分的食物，并能降低化学成本和径流氮污染。参照结合国2030天气步履打算，美国可通过刺激国内经济勾当、推进来实现正在2030年前将排放减半的方针。韧性导向的变化性投资取系统性再生农业实践相连系，可以或许改善严沉退化的土壤健康，并协同提拔水质、植被和地盘出产力，同时为农人斥地碳汇和土壤健康弥补等绿色收入渠道。全球食物系统由彼此联系关系的经济、健康、生态、金融、手艺和社会子系统构成，其多标准要素正在时间取空间上彼此交错。食物系统的转型可由和社会经济驱动要素（即内部和/或外部驱动要素）以及系统内部、系统之间和系统之内的反馈机制触发。因为反馈和级联效应的复杂彼此感化，食物系统呈现非线性动态和不成预测性，例如COVID-19大风行、俄罗斯-乌克兰冲突以及中东严重场面地步升级等事务导致石油价钱和粮食市场猛烈波动，凸显了全球食物系统对能源部分扰动源的懦弱性。食物系统枢纽做为环节纽带，将驱动要素（如天气变化）和社会经济驱动要素（如经济增加）取出产、加工、分销取零售、市场取消费、储存以及措置取收受接管等环节相毗连，而管理、金融、手艺取立异、构和和计谋政策等要素则做为系统赋能要素阐扬感化，可持续性取韧性表现为系统内协同取衡量之间的均衡。采用元耦合方式有帮于评估系统性的潜正在驱动要素以及跨系统的协同取衡量，为制定连贯无效的政策取规划计谋奠基根本。近期食物系统研究存正在系统性盲点，过度侧沉于农业出产，而对出产取消费均衡、政策取现实落地实施之间的差距以及部分间彼此联系的研究不脚。学者们已使用多种框架研究资本之间的联系关系，包罗水-能源-食物（water-energy-food， WEF）纽带、天气变化-旱地-粮食平安（climate change-drylands-food security， CDF）纽带和“一体化健康”（One Health）等。出产-消费-研究推广（production-consumer-research extension， PCR）挑和复杂且充满不确定性，常面对社会-生态、社会-手艺、社会-和社会-轨制层面的。消费者正在参取食物系统时往往存正在学问-步履差距和企图-行为差距，因而需要文化、和经济层面的变化以及更好的供应链通明度。PCR纽带并非要成立复杂的多中构，而是旨正在成立强无力的协调机制，推进公允无效的跨部分伙伴关系、手艺让渡和多方好处相关者协调，并取其他纽带框架（如WEF、水-能源-食物-（WEFE）、水-能源-食物-生物多样性-健康（WEFBH）等）构成政策对话。物联网（Internet of Things， IoT）、人工智能计较机视觉、区块链取数字溯源、光谱阐发等新兴手艺的使用也有帮于推进粮食平安和养分。食物系统研究需要融合单学科、多学科、跨学科和超学科的研究团队，诺言和正在学问系统中的流动，以配合应对食物取养分平安、绩效、贫苦取不服等以及社会-生态韧性等维度的问题。因为现有处理方案缺乏先例且合用性较低，需要从农人、消费者到政策制定者和行业带领者配合强化现有勤奋并建立新方式。2015年结合国提出了17项可持续成长方针（Sustainable Development Goals， SDGs），涵盖食物获取取养分、食物丧失取华侈、水资本操纵效率、可承担能源、天气韧性和多方好处相关者伙伴关系等方面。元耦合框架可使用于食物系统取可持续成长方针的阐发，帮帮理解一个地域的农业出产、商业和消费及流动若何对粮食平安、经济和生态系统发生反面或负面影响，并长距离食物运输所陪伴的躲藏成本。将来的研究需要加强实地研究和分析景不雅建模，优先成长可互操做、供应链特定且具有可扩展性、成本效益和顺应性的智能系统，并进一步处理若干环节问题：什么障碍了从出产到消费再四处置的食物价值链立异？规模化推广的打算或项目由什么形成？若何加快这一过程？行为、文化多样性和价值不雅正在推广生物多样性敌对的食物系统中阐扬何种感化？实现可持续且有韧性的食物系统对价值链、出产者、消费者、研究人员、金融部分和持有者而言存正在哪些协同取衡量？食物系统遭到日益屡次且日益环节的复合事务的影响，这些事务往往导致从农场到餐桌及更广范畴呈现更不成持续的场合排场。现有的韧性缺口需要手艺投入、教育和社区参取来填补。本研究确立了元耦合方式的需要性，将其做为整合分歧系统及其正在人类-天然彼此感化中跨处所、区域和全球标准随时间演变的流动取反馈的全体性框架，并分析阐发出产-消费-研究纽带关系。虽然已取得显著进展，但挑和仍然严峻，通过纽带规划、基于天然的处理方案、精准农业手艺、物联网和社区从导的等集体勤奋，可为正在多沉冲击日益加剧的布景下应对彼此联系关系的挑和、操纵新兴机缘以及加快迈向可持续且有韧性的食物系统奠基根本。