• Energy Research

AbstractClimate change is threatening food security in many tropical countries, where a large proportion of food is produced by vulnerable smallholder farmers. Interventions are available to offset many of the negative impacts of climate change on agriculture, and they can be tailored to local conditions often through relative modest investments. However, little quantitative information is available to guide investment or policy choices at a time when countries and development agencies are under pressure to implement policies that can help achieve Sustainable Development Goals while coping with climate change. Among smallholder adaptation options, developing seeds resilient to current and future climate shocks expected locally is one of the most important actions available now. In this paper, we used national and local data to estimate the costs of climate change to smallholder farmers in Malawi and Tanzania. We found that the benefits from adopting resilient seeds ranged between 984 million and 2.1 billion USD during 2020–2050. Our analysis demonstrates the benefits of establishing and maintaining a flexible national seed sector with participation by communities in the breeding, delivery, and adoption cycle.

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.

As food insecurity grows globally, foresight planning for sustainable food systems has become critical. Here we argue that history—through detailed data, case studies and methodologies—can profoundly enhance the robustness of scenario planning. By examining cases in Mozambique, Bangladesh and Holland, we illustrate how historical insights can guide interventions on local, national and transnational scales, helping to avoid unintended consequences and building resilience into future food systems.