• Energy Research

AbstractPlant-based animal product alternatives are increasingly promoted to achieve more sustainable diets. Here, we use a global economic land use model to assess the food system-wide impacts of a global dietary shift towards these alternatives. We find a substantial reduction in the global environmental impacts by 2050 if globally 50% of the main animal products (pork, chicken, beef and milk) are substituted—net reduction of forest and natural land is almost fully halted and agriculture and land use GHG emissions decline by 31% in 2050 compared to 2020. If spared agricultural land within forest ecosystems is restored to forest, climate benefits could double, reaching 92% of the previously estimated land sector mitigation potential. Furthermore, the restored area could contribute to 13-25% of the estimated global land restoration needs under target 2 from the Kunming Montreal Global Biodiversity Framework by 2030, and future declines in ecosystem integrity by 2050 would be more than halved. The distribution of these impacts varies across regions—the main impacts on agricultural input use are in China and on environmental outcomes in Sub-Saharan Africa and South America. While beef replacement provides the largest impacts, substituting multiple products is synergistic.

Le secteur agricole est un contributeur majeur aux émissions de gaz à effet de serre (GES) en Éthiopie, car il est la base de l'économie et la principale source d'emplois. Cette étude a examiné la mise en œuvre de pratiques d'atténuation et d'adaptation dans les petites exploitations agricoles en Éthiopie, les émissions de GES estimées associées aux pratiques d'atténuation et a identifié les options et les obstacles potentiels à l'atténuation et les facteurs favorables à la mise en œuvre. Vingt-cinq petits exploitants agricoles ont été sélectionnés par une agence de développement local et interrogés sur le terrain sur leurs pratiques d'utilisation et de gestion des terres et l'outil d'options d'atténuation (mot) a été utilisé pour estimer les émissions de GES, identifier les options d'atténuation et les co-bénéfices, et comme plate-forme pour promouvoir l'apprentissage et l'échange de connaissances entre différents types de parties prenantes. Tous les agriculteurs interrogés sur le terrain ont reconnu les changements climatiques, mais seuls quelques-uns ont mis en œuvre des pratiques d'adaptation pour faire face à ces changements, à savoir la rotation des cultures, la plantation de nouveaux types de cultures et le semis précoce des cultures. Moins de pratiques d'atténuation ont été mises en œuvre, à savoir la réduction du travail du sol et l'application de fumier dans les cultures céréalières et les pommes de terre. Ces pratiques ont été principalement mises en œuvre en raison de leurs avantages pour la conservation des sols (par exemple, la fertilité, la capacité de rétention de l'eau du sol, la stabilisation du rendement, la prévention de l'érosion) plutôt qu'à des fins d'atténuation (séquestration du carbone). Les émissions de gaz à effet de serre provenant de l'application d'engrais synthétiques sur les cultures et de la production animale variaient considérablement d'un agriculteur à l'autre en fonction de la quantité d'engrais appliquée et du nombre et du type d'animaux élevés. Les droits de location et les services de vulgarisation ont été identifiés comme des catalyseurs potentiels de l'adoption de pratiques d'atténuation et d'adaptation au changement climatique par les petits agriculteurs éthiopiens, et les utilisations concurrentes de la paille constituaient un obstacle potentiel à l'incorporation de résidus dans le sol. Les obstacles et les facteurs favorables doivent être évalués de manière approfondie grâce à un engagement accru avec les agriculteurs ainsi qu'à des données sur la quantité de matière organique ajoutée au sol, car ces pratiques ont des avantages connexes en termes de conservation des sols, qui sont particulièrement pertinents pour l'adaptation au changement climatique dans les climats semi-secs. La mot pourrait être utilisée à l'avenir comme facilitateur pour l'échange de connaissances entre les chercheurs et les praticiens en Éthiopie, et dans d'autres pays en développement où les données sont peu disponibles, pour soutenir l'identification d'actions efficaces d'atténuation et d'adaptation au changement climatique. Perspectives politiques clés Les pratiques d'atténuation du changement climatique dans l'agriculture peuvent apporter des co-bénéfices pour l'adaptation et la sécurité alimentaire, y compris la stabilisation des rendements agricoles, en particulier dans les climats semi-secs ; davantage de preuves sur ces co-bénéfices sont nécessaires.La collecte systématique de données sur le fumier et les résidus de cultures devrait être soutenue en priorité ainsi que l'identification des obstacles à la mise en œuvre des pratiques d'atténuation et d'adaptation.Les petits exploitants agricoles doivent être impliqués tout au long de toute évaluation du potentiel d'atténuation du changement climatique pour sensibiliser, identifier les co-bénéfices des actions possibles et identifier et éliminer les obstacles à la mise en œuvre.Les droits de location et les services de vulgarisation sont des facteurs potentiels pour l'adoption de mesures d'atténuation et d'adaptation au changement climatique par les petits exploitants agricoles en Éthiopie.Dans les pays en développement, des outils conviviaux tels que la mot peuvent promouvoir l'apprentissage et l'échange de connaissances entre divers groupes de parties prenantes sur l'impact des options d'utilisation et de gestion des terres sur l'atténuation et l'adaptation au changement climatique. El sector agrícola es un importante contribuyente a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en Etiopía, ya que es la base de la economía y la principal fuente de empleo. Este estudio investigó la implementación de prácticas de mitigación y adaptación en pequeñas granjas en Etiopía, estimó las emisiones de GEI asociadas con las prácticas de mitigación e identificó posibles opciones y barreras de mitigación y factores habilitantes para la implementación. Veinticinco pequeños agricultores fueron seleccionados por una agencia de desarrollo local y entrevistados en el campo sobre sus prácticas de uso y gestión de la tierra, y se utilizó la Herramienta de Opciones de Mitigación (mot) para estimar las emisiones de GEI, identificar opciones de mitigación y beneficios colaterales, y como plataforma para promover el aprendizaje y el intercambio de conocimientos entre diferentes tipos de partes interesadas. Todos los agricultores entrevistados en el campo reconocieron los cambios en el clima, pero solo algunos estaban implementando prácticas de adaptación para hacer frente a dichos cambios, a saber, la rotación de cultivos, la siembra de nuevos tipos de cultivos y la siembra temprana de cultivos. Se implementaron menos prácticas de mitigación, a saber, reducción de la labranza y aplicación de estiércol en cultivos de cereales y papas. Estas prácticas se implementaron principalmente debido a sus beneficios para conservar el suelo (por ejemplo, fertilidad, capacidad de retención de agua del suelo, estabilización del rendimiento, prevención de la erosión) en lugar de para fines de mitigación (secuestro de carbono). Las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas de la aplicación de fertilizantes sintéticos a los cultivos y de la producción ganadera variaron ampliamente entre los agricultores en función de la cantidad de fertilizante aplicado y del número y tipo de ganado criado. Los derechos de tenencia y los servicios de extensión se identificaron como posibles facilitadores de la adopción de prácticas de mitigación y adaptación al cambio climático por parte de los pequeños agricultores en Etiopía, y los usos competitivos de la paja eran una barrera potencial para la incorporación de residuos en el suelo. Las barreras y los factores habilitantes deben evaluarse a fondo a través de un mayor compromiso con los agricultores, así como datos sobre la cantidad de materia orgánica añadida al suelo, ya que estas prácticas tienen beneficios colaterales en términos de conservación del suelo, que son especialmente relevantes para la adaptación al cambio climático en climas semisecos. El mot podría utilizarse en el futuro como un facilitador para el intercambio de conocimientos entre investigadores y profesionales en Etiopía, y en otros países en desarrollo donde la disponibilidad de datos es baja, para apoyar la identificación de acciones efectivas de mitigación y adaptación al cambio climático. Ideas clave de política Las prácticas de mitigación del cambio climático en la agricultura pueden proporcionar beneficios colaterales para la adaptación y la seguridad alimentaria, incluida la estabilización de los rendimientos de los cultivos, especialmente en climas semisecos; Se necesita más evidencia sobre estos beneficios colaterales. Se debe apoyar la recopilación sistemática de datos sobre estiércol y residuos de cultivos como una prioridad, así como la identificación de barreras de implementación para las prácticas de mitigación y adaptación. Los pequeños agricultores deben participar en cualquier evaluación del potencial de mitigación del cambio climático para crear conciencia, identificar beneficios colaterales de posibles acciones e identificar y abordar las barreras para la implementación. Los derechos de arrendamiento y los servicios de extensión son posibles factores facilitadores para la adopción de medidas de mitigación y adaptación al cambio climático por parte de los pequeños agricultores en Etiopía. En los países en desarrollo, herramientas fáciles de usar como el mot pueden promover el aprendizaje y el intercambio de conocimientos en diversos grupos de partes interesadas sobre el impacto del uso de la tierra y las opciones de gestión en la mitigación y adaptación al cambio climático. The agricultural sector is a major contributor to greenhouse gas emissions (GHG) in Ethiopia, as it is the basis of the economy and the primary source of employment. This study investigated the implementation of mitigation and adaptation practices in smallholder farms in Ethiopia, estimated GHG emissions associated with mitigation practices, and identified potential mitigation options and barriers and enabling factors for implementation. Twenty-five smallholder farmers were selected by a local development agency and interviewed in the field about their land use and land management practices and the Mitigation Options Tool (MOT) was used to estimate GHG emissions, to identify mitigation options and co-benefits, and as a platform for promoting learning and knowledge exchange across different types of stakeholders. All farmers interviewed in the field acknowledged changes in the climate, but only some were implementing adaptation practices to cope with such changes, namely, crop rotations, planting new crop types, and the early sowing of crops. Fewer mitigation practices were implemented, namely reduced tillage and application of manure in cereal crops and potatoes. These practices were mainly implemented because of their benefits for soil conservation (e.g. fertility, soil water holding capacity, yield stabilization, erosion avoidance) rather than for mitigation (carbon sequestration) purposes. Greenhouse gas emissions from the application of synthetic fertilizer to crops, and from livestock production varied widely across farmers depending on the amount of fertilizer applied and the number and type of livestock raised. Tenancy rights and extension services were identified as potential enablers of the adoption of climate change mitigation and adaptation practices by smallholder farmers in Ethiopia, and competing uses for straw was a potential barrier for the incorporation of residues in the soil. Barriers and enabling factors should be assessed thoroughly through further engagement with farmers as well as data on the amount of organic matter added to the soil, as these practices have co-benefits in terms of soil conservation, which are especially relevant for climate change adaptation in semi-dry climates. The MOT could be used in the future as a facilitator for knowledge exchange between researchers and practitioners in Ethiopia, and in other developing countries where data availability is low, to support the identification of effective climate change mitigation and adaptation actions.Key policy insights Climate change mitigation practices in agriculture can provide co-benefits for adaptation and food security, including the stabilization of crop yields, especially in semi-dry climates; more evidence about these co-benefits is needed.The systematic collection of data on manure and crop residues should be supported as a priority as well as the identification of implementation barriers for mitigation and adaptation practices.Smallholder farmers need to be engaged throughout any assessment of climate change mitigation potential to raise awareness, identify co-benefits of possible actions, and to identify and address barriers for implementation.Tenancy rights and extension services are potential enabling factors for the adoption of climate change mitigation and adaptation measures by smallholder farmers in Ethiopia.In developing countries, user-friendly tools such as the MOT can promote learning and knowledge exchange across diverse stakeholder groups about the impact of land use and management options on climate change mitigation and adaptation. يعد القطاع الزراعي مساهماً رئيسياً في انبعاثات غازات الدفيئة في إثيوبيا، لأنه أساس الاقتصاد والمصدر الرئيسي للعمالة. بحثت هذه الدراسة في تنفيذ ممارسات التخفيف والتكيف في مزارع أصحاب الحيازات الصغيرة في إثيوبيا، وتقديرات انبعاثات غازات الدفيئة المرتبطة بممارسات التخفيف، وحددت خيارات وعوائق التخفيف المحتملة وعوامل التمكين للتنفيذ. اختارت وكالة تنمية محلية خمسة وعشرين مزارعًا من أصحاب الحيازات الصغيرة وأجرت مقابلات معهم في الميدان حول ممارساتهم في استخدام الأراضي وإدارة الأراضي، واستخدمت أداة خيارات التخفيف لتقدير انبعاثات غازات الدفيئة، وتحديد خيارات التخفيف والمنافع المشتركة، وكمنصة لتعزيز التعلم وتبادل المعرفة عبر أنواع مختلفة من أصحاب المصلحة. أقر جميع المزارعين الذين تمت مقابلتهم في الميدان بالتغيرات في المناخ، لكن بعضهم فقط كانوا ينفذون ممارسات التكيف للتعامل مع مثل هذه التغييرات، أي تناوب المحاصيل، وزراعة أنواع جديدة من المحاصيل، والبذر المبكر للمحاصيل. تم تنفيذ عدد أقل من ممارسات التخفيف، وهي تقليل الحراثة واستخدام السماد في محاصيل الحبوب والبطاطس. تم تنفيذ هذه الممارسات بشكل أساسي بسبب فوائدها في الحفاظ على التربة (مثل الخصوبة، والقدرة على الاحتفاظ بمياه التربة، وتثبيت الغلة، وتجنب التعرية) بدلاً من أغراض التخفيف (عزل الكربون). اختلفت انبعاثات غازات الدفيئة الناتجة عن استخدام الأسمدة الاصطناعية في المحاصيل، ومن الإنتاج الحيواني اختلافًا كبيرًا بين المزارعين اعتمادًا على كمية الأسمدة المستخدمة وعدد الماشية التي يتم تربيتها ونوعها. تم تحديد حقوق الإيجار وخدمات الإرشاد كعوامل تمكين محتملة لاعتماد ممارسات التخفيف من آثار تغير المناخ والتكيف معها من قبل صغار المزارعين في إثيوبيا، وكانت الاستخدامات المتنافسة للقش عائقًا محتملاً أمام دمج المخلفات في التربة. يجب تقييم العوائق والعوامل التمكينية بدقة من خلال المزيد من المشاركة مع المزارعين بالإضافة إلى البيانات المتعلقة بكمية المواد العضوية المضافة إلى التربة، حيث أن هذه الممارسات لها فوائد مشتركة من حيث الحفاظ على التربة، والتي لها صلة خاصة بالتكيف مع تغير المناخ في المناخات شبه الجافة. يمكن استخدام وزارة النقل في المستقبل كميسر لتبادل المعرفة بين الباحثين والممارسين في إثيوبيا، وفي البلدان النامية الأخرى حيث يكون توافر البيانات منخفضًا، لدعم تحديد إجراءات فعالة للتخفيف من آثار تغير المناخ والتكيف معه. يمكن أن توفر ممارسات التخفيف من آثار تغير المناخ في الزراعة فوائد مشتركة للتكيف والأمن الغذائي، بما في ذلك استقرار غلة المحاصيل، خاصة في المناخات شبه الجافة ؛ هناك حاجة إلى مزيد من الأدلة حول هذه الفوائد المشتركة. يجب دعم الجمع المنهجي للبيانات حول السماد ومخلفات المحاصيل كأولوية وكذلك تحديد عوائق التنفيذ لممارسات التخفيف والتكيف. يحتاج المزارعون أصحاب الحيازات الصغيرة إلى المشاركة في أي تقييم لإمكانات التخفيف من آثار تغير المناخ لزيادة الوعي وتحديد الفوائد المشتركة للإجراءات الممكنة وتحديد العوائق التي تحول دون التنفيذ ومعالجتها. تعد حقوق الإيجار والخدمات الإرشادية من العوامل التمكينية المحتملة لاعتماد تدابير التخفيف من آثار تغير المناخ والتكيف معه من قبل صغار المزارعين في إثيوبيا. في البلدان النامية، يمكن للأدوات سهلة الاستخدام مثل وزارة النقل تعزيز التعلم وتبادل المعرفة عبر مجموعة متنوعة مجموعات أصحاب المصلحة حول تأثير خيارات استخدام الأراضي وإدارتها على التخفيف من آثار تغير المناخ والتكيف معه.

Global spatial data for agricultural GHG emissions and climate hazards

L'agriculture intelligente face au climat (AIC) relève le défi de répondre à la demande croissante de nourriture, de fibres et de carburant, malgré le changement climatique et la diminution des possibilités d'expansion agricole sur de nouvelles terres. L'ASC se concentre sur la contribution au développement économique, à la réduction de la pauvreté et à la sécurité alimentaire ; le maintien et l'amélioration de la productivité et de la résilience des fonctions des écosystèmes naturels et agricoles, renforçant ainsi le capital naturel ; et la réduction des compromis impliqués dans la réalisation de ces objectifs. Les lacunes actuelles en matière de connaissances, de travail au sein de l'ASC et d'agendas pour la recherche interdisciplinaire et les actions scientifiques identifiées lors de la Conférence scientifique mondiale de 2013 sur l'agriculture intelligente face au climat (Davis, Californie, États-Unis) sont décrites ici dans trois thèmes : (1) les systèmes agricoles et alimentaires, (2) le paysage et les questions régionales et (3) les aspects institutionnels et politiques. Les deux premiers thèmes comprennent la physiologie et la génétique des cultures, l'atténuation et l'adaptation pour l'élevage et l'agriculture, les obstacles à l'adoption de pratiques d'AIC, la gestion des risques climatiques et l'énergie et les biocarburants (thème 1) ; et la modélisation de l'adaptation et de l'incertitude, la réalisation de la multifonctionnalité, les systèmes alimentaires et de pêche, la biodiversité forestière et les services écosystémiques, la migration rurale du changement climatique et les paramètres (thème 2). Le thème 3 comprend la conception de recherches qui relient les disciplines, en intégrant les contributions des parties prenantes pour relier directement la science, l'action et la gouvernance. En plus de la recherche interdisciplinaire parmi ces thèmes, les impératifs comprennent le développement (1) de modèles qui incluent l'adaptation et la transformation au niveau de la ferme ou du paysage ; (2) des approches de capacité pour examiner des solutions multifonctionnelles pour les défis agronomiques, écologiques et socio-économiques ; (3) des scénarios qui sont validés par des preuves et des mesures directes pour soutenir les comportements qui favorisent la résilience et le capital naturel ; (4) des réductions du risque qui peuvent présenter des obstacles formidables pour les agriculteurs lors de l'adoption de nouvelles technologies et pratiques ; et (5) une compréhension de la façon dont le climat affecte la main-d' œuvre rurale, le régime foncier et l'intégrité culturelle, et donc la stabilité de la production alimentaire. Un travail efficace au sein de l'ASC impliquera les parties prenantes, abordera les questions de gouvernance, examinera les incertitudes, intégrera les avantages sociaux aux changements technologiques et établira le financement climatique dans un cadre de développement vert. Ici, l'approche socio-écologique vise à réduire les controverses sur le développement associées à l'AIC et à identifier les technologies, les politiques et les approches menant à des modes de production et de consommation alimentaires durables dans un climat changeant. La agricultura climáticamente inteligente (ASAC) aborda el desafío de satisfacer la creciente demanda de alimentos, fibra y combustible, a pesar del cambio climático y la menor cantidad de oportunidades de expansión agrícola en tierras adicionales. La ASAC se centra en contribuir al desarrollo económico, la reducción de la pobreza y la seguridad alimentaria; mantener y mejorar la productividad y la resiliencia de las funciones de los ecosistemas naturales y agrícolas, construyendo así capital natural; y reducir las compensaciones involucradas en el cumplimiento de estos objetivos. Las lagunas actuales en el conocimiento, el trabajo dentro de la ASAC y las agendas para la investigación interdisciplinaria y las acciones basadas en la ciencia identificadas en la Conferencia Mundial de Ciencia sobre Agricultura Climáticamente Inteligente de 2013 (Davis, CA, EE. UU.) se describen aquí en tres temas: (1) sistemas agrícolas y alimentarios, (2) paisaje y cuestiones regionales y (3) aspectos institucionales y políticos. Los dos primeros temas comprenden la fisiología y la genética de los cultivos, la mitigación y la adaptación para la ganadería y la agricultura, las barreras a la adopción de prácticas de ASAC, la gestión del riesgo climático y la energía y los biocombustibles (tema 1); y la modelización de la adaptación y la incertidumbre, el logro de la multifuncionalidad, los sistemas alimentarios y pesqueros, la biodiversidad forestal y los servicios ecosistémicos, la migración rural del cambio climático y las métricas (tema 2). El tema 3 comprende el diseño de investigaciones que unan disciplinas, integrando las aportaciones de las partes interesadas para vincular directamente la ciencia, la acción y la gobernanza. Además de la investigación interdisciplinaria entre estos temas, los imperativos incluyen el desarrollo de (1) modelos que incluyan la adaptación y la transformación a nivel agrícola o paisajístico; (2) enfoques de capacidad para examinar soluciones multifuncionales para los desafíos agronómicos, ecológicos y socioeconómicos; (3) escenarios validados por evidencia directa y métricas para apoyar comportamientos que fomenten la resiliencia y el capital natural; (4) reducciones en el riesgo que pueden presentar barreras formidables para los agricultores durante la adopción de nuevas tecnologías y prácticas; y (5) una comprensión de cómo el clima afecta la fuerza laboral rural, la tenencia de la tierra y la integridad cultural, y por lo tanto la estabilidad de la producción de alimentos. El trabajo efectivo en ASAC involucrará a las partes interesadas, abordará los problemas de gobernanza, examinará las incertidumbres, incorporará los beneficios sociales con el cambio tecnológico y establecerá el financiamiento climático dentro de un marco de desarrollo verde. Aquí, el enfoque socioecológico tiene como objetivo reducir las controversias de desarrollo asociadas con la ASAC e identificar tecnologías, políticas y enfoques que conduzcan a patrones sostenibles de producción y consumo de alimentos en un clima cambiante. Climate-smart agriculture (CSA) addresses the challenge of meeting the growing demand for food, fibre and fuel, despite the changing climate and fewer opportunities for agricultural expansion on additional lands. CSA focuses on contributing to economic development, poverty reduction and food security; maintaining and enhancing the productivity and resilience of natural and agricultural ecosystem functions, thus building natural capital; and reducing trade-offs involved in meeting these goals. Current gaps in knowledge, work within CSA, and agendas for interdisciplinary research and science-based actions identified at the 2013 Global Science Conference on Climate-Smart Agriculture (Davis, CA, USA) are described here within three themes: (1) farm and food systems, (2) landscape and regional issues and (3) institutional and policy aspects. The first two themes comprise crop physiology and genetics, mitigation and adaptation for livestock and agriculture, barriers to adoption of CSA practices, climate risk management and energy and biofuels (theme 1); and modelling adaptation and uncertainty, achieving multifunctionality, food and fishery systems, forest biodiversity and ecosystem services, rural migration from climate change and metrics (theme 2). Theme 3 comprises designing research that bridges disciplines, integrating stakeholder input to directly link science, action and governance. In addition to interdisciplinary research among these themes, imperatives include developing (1) models that include adaptation and transformation at either the farm or landscape level; (2) capacity approaches to examine multifunctional solutions for agronomic, ecological and socioeconomic challenges; (3) scenarios that are validated by direct evidence and metrics to support behaviours that foster resilience and natural capital; (4) reductions in the risk that can present formidable barriers for farmers during adoption of new technology and practices; and (5) an understanding of how climate affects the rural labour force, land tenure and cultural integrity, and thus the stability of food production. Effective work in CSA will involve stakeholders, address governance issues, examine uncertainties, incorporate social benefits with technological change, and establish climate finance within a green development framework. Here, the socioecological approach is intended to reduce development controversies associated with CSA and to identify technologies, policies and approaches leading to sustainable food production and consumption patterns in a changing climate. تتصدى الزراعة الذكية مناخياً (CSA) للتحدي المتمثل في تلبية الطلب المتزايد على الغذاء والألياف والوقود، على الرغم من تغير المناخ وقلة فرص التوسع الزراعي على أراضٍ إضافية. تركز وكالة الفضاء الكندية على المساهمة في التنمية الاقتصادية والحد من الفقر والأمن الغذائي ؛ والحفاظ على إنتاجية ومرونة وظائف النظم الإيكولوجية الطبيعية والزراعية وتعزيزها، وبالتالي بناء رأس المال الطبيعي ؛ والحد من المفاضلات التي ينطوي عليها تحقيق هذه الأهداف. يتم هنا وصف الفجوات الحالية في المعرفة والعمل داخل وكالة الفضاء الكندية وجداول أعمال البحوث متعددة التخصصات والإجراءات القائمة على العلم التي تم تحديدها في مؤتمر العلوم العالمي لعام 2013 حول الزراعة الذكية مناخياً (ديفيس، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية) ضمن ثلاثة مواضيع: (1) النظم الزراعية والغذائية، (2) المناظر الطبيعية والقضايا الإقليمية و (3) الجوانب المؤسسية والسياساتية. يشمل الموضوعان الأولان فسيولوجيا المحاصيل وعلم الوراثة، والتخفيف والتكيف مع الثروة الحيوانية والزراعة، والحواجز التي تحول دون اعتماد ممارسات التقييم الذاتي الشامل، وإدارة مخاطر المناخ والطاقة والوقود الحيوي (الموضوع 1 )؛ ونمذجة التكيف وعدم اليقين، وتحقيق تعدد الوظائف، ونظم الأغذية ومصائد الأسماك، والتنوع البيولوجي للغابات وخدمات النظم الإيكولوجية، والهجرة الريفية من تغير المناخ والمقاييس (الموضوع 2). يشتمل الموضوع 3 على تصميم البحوث التي تربط بين التخصصات، وتدمج مدخلات أصحاب المصلحة للربط المباشر بين العلم والعمل والحوكمة. بالإضافة إلى البحوث متعددة التخصصات بين هذه الموضوعات، تشمل الضرورات تطوير (1) نماذج تشمل التكيف والتحول على مستوى المزرعة أو المناظر الطبيعية ؛ (2) مناهج القدرات لدراسة الحلول متعددة الوظائف للتحديات الزراعية والبيئية والاجتماعية والاقتصادية ؛ (3) السيناريوهات التي يتم التحقق منها من خلال الأدلة والمقاييس المباشرة لدعم السلوكيات التي تعزز المرونة ورأس المال الطبيعي ؛ (4) الحد من المخاطر التي يمكن أن تشكل حواجز هائلة للمزارعين أثناء اعتماد التكنولوجيا والممارسات الجديدة ؛ و (5) فهم كيفية تأثير المناخ على القوى العاملة الريفية وحيازة الأراضي والسلامة الثقافية، وبالتالي استقرار الإنتاج الغذائي. وسيشمل العمل الفعال في مجال تقييم الاحتياجات المناخية أصحاب المصلحة، ومعالجة قضايا الحوكمة، ودراسة أوجه عدم اليقين، ودمج الفوائد الاجتماعية مع التغير التكنولوجي، وإنشاء تمويل مناخي ضمن إطار التنمية الخضراء. هنا، يهدف النهج الاجتماعي الإيكولوجي إلى الحد من الخلافات التنموية المرتبطة بـ CSA وتحديد التقنيات والسياسات والنهج التي تؤدي إلى أنماط مستدامة لإنتاج الأغذية واستهلاكها في مناخ متغير.

À l'échelle mondiale, l'agriculture est directement responsable de 14 % des émissions annuelles de gaz à effet de serre (GES) et induit 17 % supplémentaires par le changement d'affectation des terres, principalement dans les pays en développement (Vermeulen et al 2012). L'intensification et l'expansion de l'agriculture dans ces régions devraient catalyser les augmentations relatives les plus importantes des émissions de GES agricoles au cours de la prochaine décennie (Smith et al 2008, Tilman et al 2011). Les exploitations agricoles dans les pays en développement d'Afrique subsaharienne et d'Asie sont principalement gérées par de petits exploitants, avec 80 % des terres de moins de dix hectares (FAO 2012). On peut donc affirmer que les petites exploitations agricoles ont un impact significatif sur l'équilibre des GES de ces régions aujourd'hui et continueront de le faire dans un proche avenir. A nivel mundial, la agricultura es directamente responsable del 14% de las emisiones anuales de gases de efecto invernadero (GEI) e induce un 17% adicional a través del cambio en el uso de la tierra, principalmente en los países en desarrollo (Vermeulen et al 2012). Se espera que la intensificación y expansión agrícola en estas regiones catalice los aumentos relativos más significativos en las emisiones de GEI agrícolas durante la próxima década (Smith et al 2008, Tilman et al 2011). Las explotaciones agrícolas en los países en desarrollo de África subsahariana y Asia están gestionadas predominantemente por pequeños agricultores, con un 80% de las explotaciones de tierras de menos de diez hectáreas (FAO 2012). Por lo tanto, se puede postular que la agricultura a pequeña escala afecta significativamente el balance de GEI de estas regiones hoy en día y continuará haciéndolo en el futuro cercano. Globally, agriculture is directly responsible for 14% of annual greenhouse gas (GHG) emissions and induces an additional 17% through land use change, mostly in developing countries (Vermeulen et al 2012). Agricultural intensification and expansion in these regions is expected to catalyze the most significant relative increases in agricultural GHG emissions over the next decade (Smith et al 2008, Tilman et al 2011). Farms in the developing countries of sub-Saharan Africa and Asia are predominately managed by smallholders, with 80% of land holdings smaller than ten hectares (FAO 2012). One can therefore posit that smallholder farming significantly impacts the GHG balance of these regions today and will continue to do so in the near future. على الصعيد العالمي، الزراعة مسؤولة بشكل مباشر عن 14 ٪ من انبعاثات غازات الدفيئة السنوية (GHG) وتحفز 17 ٪ إضافية من خلال تغيير استخدام الأراضي، ومعظمها في البلدان النامية (Vermeulen et al 2012). ومن المتوقع أن يحفز التكثيف والتوسع الزراعي في هذه المناطق أهم الزيادات النسبية في انبعاثات غازات الدفيئة الزراعية على مدى العقد المقبل (سميث وآخرون 2008، تيلمان وآخرون 2011). يدير المزارع في البلدان النامية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى وآسيا في الغالب أصحاب الحيازات الصغيرة، حيث تقل 80 ٪ من حيازات الأراضي عن عشرة هكتارات (منظمة الأغذية والزراعة 2012). لذلك يمكن للمرء أن يفترض أن زراعة أصحاب الحيازات الصغيرة تؤثر بشكل كبير على توازن غازات الدفيئة في هذه المناطق اليوم وستستمر في القيام بذلك في المستقبل القريب.