Pentru creierul tău gras

grase

Duminică, 30 noiembrie 2008

Câți oameni pot susține Pământul?

Care este numărul maxim de oameni pe care Pământul i-ar putea sprijini la un nivel minim de întreținere?

Pentru a răspunde la această întrebare, să ne uităm la cât de mult porumb este necesar pentru ca o persoană să supraviețuiască. Apoi, să analizăm câți oameni ar putea fi sprijiniți în 4 scenarii: dacă toate terenurile actuale au fost folosite pentru a crește porumb la nivelurile actuale de productivitate, dacă toate terenurile actuale au fost folosite pentru a crește porumb la nivelurile de productivitate din SUA, dacă toată utilizarea umană a productivității primare nete a fost folosit pentru a crește porumb și dacă toată productivitatea primară netă de pe planetă a fost folosită pentru a crește porumb.


De câtă porumb are nevoie o persoană pentru a supraviețui?

Porumbul este alimentul de bază din dieta multor culturi. La nivel mondial, porumbul are cel mai mare randament de cereale majore la 4.970 kg/hectar (ha) (FAO 2007) comparativ cu orezul la 4.152 și grâul la 2.791. Există 158 mil ha de teren cultivat dedicat porumbului, devenind al doilea numai după grâu (217 mil).

Deși porumbul nu poate fi consumat exclusiv, deoarece lipsește aminoacizii lizină și triptofan, iar dietele cu prea mult porumb pot duce la deficit de proteine ​​și pelagra, acesta poate cuprinde cea mai mare parte a dietei, iar numerele calculate aici nu se vor schimba prea mult cu alimente suplimentare necesare pentru a completa dieta.

De câte calorii are nevoie o persoană pentru a supraviețui?

Conform acestui calculator, un bărbat în vârstă de 30 de ani, de 150 lb, 5'8 ", care trăiește un stil de viață sedentar, ar trebui să mănânce 2.000 de calorii zilnic. USDA își bazează ghidurile dietetice pe o dietă de 2.000 de calorii și este o medie aproximativă a ceea ce oamenii mănâncă într-un Nivelul sărăciei din India se bazează pe faptul că aveți suficienți bani pentru a cumpăra suficiente cereale pentru a supraviețui, care este definit ca 2.400 de calorii în zonele rurale și 2.100 de calorii în zona urbană. Puteți supraviețui cu mai puțin, dar 2.000 de calorii pe zi sunt un număr frumos rotund de utilizat. Peste un an, 2.000 de calorii pe zi ajung la 730,00 calorii .

Cum sunt caloriile (kcal) într-un kg de porumb?

Fundamentele culturii Anasazi o situează la 3.476 kcal/kg (88.480 kcal/bushel * 56 lbs/bushel/2.2 lbs/kg). Conform unei estimări a costului, raportului energetic și echilibrului de carbon al etanolului de porumb din Noua Zeelandă 3.076 kcal/kg ((610 g amidon * 4 kcal/g + 81,7 g proteine ​​* 4 kcal/g + 34,4 g ulei * 9 kcal/g). Combustibil alternativ - Viitorul nostru găsește 3.650 kcal/kg. Un comentator la AutoBlogGreen îl pune la 5.280 kcal/kg de porumb de câmp (2.400 kcal/lb). poate susține o persoană timp de 52 de zile la 2.400 kcal/zi cu 25,4 kg/bushel). Să folosim o medie a acestor valori și să mergem cu 3.500 kcal/kg .

Câți kcal sunt într-un kg de NPP (măsurat în carbon) de porumb?

Pentru a compara cu productivitatea primară netă (NPP) a Pământului, trebuie să știm câte calorii produce porumbul pe kg de carbon. Potrivit sursei 2: există 18,3 MJ de energie în 1 kg de masă uscată (DM) a biomasei. La 239 kcal/MJ, aceasta ar fi 4.373 kcal/kg DM. Mai sus am folosit o valoare de 3.500 kcal/kg de porumb. Se presupune că porumbul are 13% umiditate, deci ar fi 4.023 kcal/kg de porumb. Aceasta este cu 8,7% mai mică decât valoarea utilizată aici, care este destul de apropiată.

Sursa 2 presupune 2 kg de DM pe kg de carbon (C), deci 4.373 kcal/kg DM este de 8.748 kcal/kgC. Sursa 2 oferă porumbului un factor de recoltare de 1,2, ceea ce înseamnă că pentru fiecare 1 kg de porumb produs există încă 1,2 kg de siloz și deșeuri. Acest factor de recoltare este foarte similar cu numerele derivate independent de sursa 3 care folosind terminologia lor ar fi 1/indicele recoltei * (1+ rădăcină de rădăcină) sau 1/.53 * (1 + .18) = 1.23.

Luând în considerare factorul de recoltare, există 3.976, să-i spunem, 4.000 kcal comestibil/kg C de biomasă de porumb (inclusiv siloz și deșeuri).

De câtă porumb/biomasă are nevoie o persoană pentru a supraviețui?

2.000 kcal/3.500 kcal/kg de porumb = .57 kg de porumb/zi sau 209 kg de porumb/an .

2.000 kcal/4.000 kcal/kgC = .5 kgC porumb/zi sau 182.5kgC kg porumb/an .


Câți oameni poate susține Pământul pe baza cantității de porumb de care au nevoie pentru a supraviețui?

Scenariul 1) Ce se întâmplă dacă toate terenurile agricole ar fi utilizate pentru a produce porumb la nivelul productivității actuale?

Sursa 4 afirmă că există 15,2 milioane km 2 de teren cultivabil (12% din terenul de pe Pământ, cu excepția Antarcticii și Groenlandei). Sursa 1 afirmă că terenurile cultivate au în medie 397 grame de carbon de NPP pe m 2 pe an.

15,2 milioane km 2 * 10 ^ 6 m 2/km 2 * 397 gC/m 2/an = 6,044 miliarde kgC/182,5 kgC/an/persoană = 33,1 miliarde persoane .

Acest calcul ne dă o idee despre modul în care oamenii ar putea fi sprijiniți dacă toate terenurile actuale ar fi transformate în porumb și ar fi fost tot ceea ce s-a mâncat (fără carne sau alte alimente care produc mai puține calorii pe kgC).


Scenariul 2) Ce se întâmplă dacă toate terenurile agricole actuale ar fi la fel de productive ca și terenurile de cultură din SUA?

SUA sunt în prezent capabile să producă 9 482 kg/ha/an de porumb (FAO 2007, mai multe valori de la FarmDoc) sau 149 buști/acru (la 56 lbs/bushel și o rată de conversie de 62,8 boși/acru în kg/ha ). Aceasta este aproape dublă față de media mondială de 4.970 kg/ha/an de porumb.

Transformat în CNE, 9 482 kg porumb/ha * (1-13% umiditate) = 8 250 kg DM/ha * (1 + 1,2 factor de recoltare) = 18,150 kg DM/ha cu deșeuri/2 kg DM/kgC = 9,075 kgC/ha/an. 9.075 kgC/ha/an/10.000 ha/m 2 * 1000 kg/g = 907gC/m 2. Aceasta este de 2,3 ori mai mare decât 397 gC/m 2/an de centrală nucleară, pe care media culturilor din întreaga lume o are.

15,2 milioane km 2 * 10 ^ 6 m 2/km 2 * 907 gC/m 2/an = 13,786 miliarde kgC/182,5 kgC/an/persoană = 77,6 miliarde persoane .

Acest lucru poate fi calculat și mai direct:
15,2 milioane km 2 de teren cultivat * 9 482 kg porumb/ha * 100 ha/km 2 = 14 412 miliarde kg porumb/209 kg porumb/persoană/an = 69 miliarde persoane. Această valoare diferă de cea de mai sus deoarece kcal/kg de presupunere a porumbului este cu 8,7% mai mică decât kcal/kg de presupunere DM.


În afară: Cât de mult ar fi nevoie pentru a hrăni populația actuală a lumii?

La nivelul productivității porumbului din SUA, 9 482 kg/ha și 3,500 kcal/kg de porumb, un ha furnizează 33,1 mil kcal. La 730.000 kcal/an/persoană, un ha de porumb ar putea hrăni 45,5 persoane. Pentru a hrăni 6,8 miliarde de oameni ar fi nevoie de 132 mil ha sau 1,32 mil km 2 sau aproximativ 1% din suprafața Pământului.

În prezent, SUA are 35 de milioane de ha de teren cultivat în producția de porumb, care ar alimenta 1,8 miliarde de oameni sau 27% din populația lumii. SUA are 435 milioane de acri sau 174 milioane ha de teren cultivabil în total. Ar fi nevoie de 76% din suprafețele de cultură americane dedicate porumbului pentru a furniza suficientă hrană pentru întreținerea de bază a 6,8 miliarde de oameni.


Scenariul 3) Ce se întâmplă dacă toți oamenii și-ar fi apropiat NPP doar de porumb?

Sursa 1 afirmă că NPP pentru recolta umană a fost de 8,18 PgC. 8,18PgC/182,5 kgC/an/persoană = 44,8 miliarde de persoane. Aceasta este probabil o supraestimare, deoarece pășunile și terenurile forestiere nu vor fi ușor convertibile în porumb și s-ar putea să nu producă la fel de mult NPP ca înainte.

Sursa 1 afirmă, de asemenea, că însușirea umană totală a centralei nucleare a fost de 15,6 PgG. 15,6 PgC/182,5 kgC/an/persoană = 85,4 miliarde de persoane. Dincolo de recolta umană, această valoare include alterarea indusă de om a terenurilor și incendiile provocate de om. Nu este clar că pierderea centralei nucleare datorată modificării umane ar putea fi recâștigată prin cultivarea porumbului pe toate terenurile, dar la productivitatea cultivatorilor de porumb din SUA, aceasta ar fi compensată. De asemenea, nu este clar că pădurile și alte terenuri care sunt arse ar putea fi înlocuite cu porumb pentru recoltare, dar dacă ar fi acestea, aceasta este valoarea pe care ați obține-o.


Scenariul 4) Ce se întâmplă dacă toată biomasa de pe planetă ar fi folosită pentru cultivarea porumbului?

Sursa 1 pune biomasa totală a vegetației reale pe Pământ la 59,22 PgC. 59,22 PgC/182,5 kgC/an/persoană = 324 miliarde de persoane .

Dacă tot pământul și toate lucrurile care creșteau pe el erau porumb și acesta era folosit doar pentru hrănirea oamenilor și dacă puteai produce biomasă cu aceeași rată de creștere a porumbului, ai putea hrăni 324 miliarde de oameni. Nu ar exista biomasă suplimentară pentru natură, deoarece toate ar fi folosite pentru porumb pentru a hrăni oamenii.

La actualul nivel mondial de productivitate și luând toate pământurile adecvate de pe Pământ pentru agricultură și folosindu-le pentru a cultiva porumb și dacă oamenii nu au nevoie de resurse suplimentare din natură (fără carne, bumbac sau produse din lemn), atunci Pământul ar putea susține 50 miliarde de oameni. Acest lucru se bazează pe scenariul 3, presupunând că terenurile suplimentare utilizate în prezent de natură pot fi refăcute pentru uz uman și că unele dintre aceste terenuri ar produce mai puțină biomasă atunci când vor fi transformate în porumb în creștere.

Dacă întreaga lume ar fi capabilă să cultive porumb cu productivitatea posibilă în SUA, cantitatea de porumb produsă s-ar dubla, iar numărul de oameni pe care Pământul ar putea să-l susțină ar fi de 100 de miliarde de oameni .

Deși acestea sunt scenarii extreme care nu s-ar întâmpla niciodată, ele sunt instructive să știe exact care ar putea fi limita superioară a oamenilor de pe Pământ dacă singurul obiectiv ar fi maximizarea populației.

Această analiză se uită doar la uscat și nu ține seama de oceane. Adăugarea de pește și alte forme de fructe de mare ar permite o populație mai mare.

Silozul și alte biomase generate din recolta de porumb care nu sunt porumb sunt tratate ca deșeuri în această analiză. Sursa 2 spune că 70% din această biomasă „reziduală” din factorul de recoltare este utilizată pentru hrănirea animalelor. Hrana generată de aceste animale ar permite o populație mai mare decât cea menționată aici.

Mai mult decât o singură plantare de porumb ar putea fi cultivată pe același teren pe parcursul unui an. Grâul de iarnă sau alte culturi ar putea fi cultivate, de asemenea. Acest lucru ar crește, de asemenea, dimensiunea populației potențiale.

Această analiză presupune, de asemenea, că nu există alterări sau alte forme de deșeuri în consumul de alimente de la recoltare până la consumare. O estimare îi face pe britanici să arunce 1/3 din mâncarea lor. Includerea acestui lucru ar reduce numărul de oameni pe care Pământul i-ar putea sprijini.

De asemenea, presupune că nivelul de producție al SUA este sustenabil, cu care nu toți oamenii ar fi de acord. Unii consideră că stilul actual de agricultură este o formă de exploatare a solului, care nu poate continua la nesfârșit. Îngrășămintele și pesticidele sunt fabricate și din combustibili fosili care nu sunt sustenabili, deși nu există niciun motiv pentru care îngrășămintele artificiale nu ar putea fi fabricate în mod durabil.

Această analiză ignoră utilizarea apei și a îngrășămintelor, care ar putea fi, de asemenea, potențiale blocaje la producerea alimentelor.