2022年，Alesandros Glaros，Sarah Marquis等人对2050年五种食品和食品生产模式（细胞农业、气候驱动的北方农业扩张（climate-driven northern agricultural expansion，NAE）、受控环境农业（controlled environment agriculture，CEA）、昆虫食品以及海藻养殖）对全球食品系统的影响进行审查和研究。数字农业 Insights简要总结如下：
主要结论
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到2050年，受控环境农业（CEA）在这5种新兴食品生产方式中是最可行的。
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细胞农业商业化进程正在迅速推进,但这个领域要在2050年达到与传统畜牧业生产体系竞争之势,仍存在重大的技术和基础设施障碍。
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对于受控环境农业（CEA）和细胞农业,为降低其潜在生态影响,未来需要能源减碳或将运营整合到循环资源使用系统中。
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除气候驱动的北方农业扩张（NAE）外，其他所有新兴食品生产方式对全球食品体系的影响总体上相似。在气候变化情景下,北方农业扩张可能成为一个重要的热量来源,但它可能对当地、区域和全球环境指标产生最少有益（或潜在负面）的影响。
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海藻养殖可能对食品质量产生许多有益的潜在影响。未来的政策努力需要考虑如何保护培育海藻物种的遗传多样性。
1.细胞农业( cellular agriculture)：全球蛋白质生产潜在的“颠覆者”
细胞农业是利用细胞培养技术生产食品替代品的新兴方式,它声称可减少畜牧业对环境的大量影响,提高蛋白质的营养价值,并解决动物福利问题。细胞农业很可能对全球食品体系产生重大影响。目前,细胞农业仍处于研发阶段,存在诸多技术障碍,如获得食品安全性认证、扩大生产规模、基础设施建设等。其环境效益具有巨大潜力,但高能耗特征也受到质疑。消费者是否能接受这种“人造肉”和监管环境如何,将决定其未来发展。现有关于细胞农业对全球食品体系影响的预测存在重大不确定性,生命周期评估研究结果并不一致。为减少不确定性,需要建立标准化的环境参数模型,开展跨学科合作研究,整合技术专家、社会科学家、行业利益相关方和政策制定者的观点,逐步完善监管体系,以推动细胞农业的商业化进程,发挥其对环境和食品安全的潜在效益。总体而言,细胞农业有望成为影响巨大的全球蛋白质生产的“颠覆者”。
2.气候驱动的北方农业扩张（NAE）：喜忧参半的转变
气候变暖可能使一些高纬度地区更适宜农业生产,这引发了北方农业扩张的趋势。北方土地转化为农用地可增加食物产量,改善粮食安全,但同时也存在负面环境影响。农业扩张会影响水文循环,释放土壤碳储存,破坏野生栖息地,降低生物多样性。不同研究对北方扩张的环境影响评估不一。扩张的可行性取决于基础设施建设成本和获得合理回报。整体而言,尽管北方农业扩张可能缓解全球食物供应压力,但其负面环境后果很可能是不可逆转的。为实现改善本地粮食安全的目标,北方农业扩张需谨慎对待。应进行环境影响评估,采取生态保护措施,发展本地食品系统基础设施,并权衡不同利益相关方的需求。当前该领域研究仍处于初级阶段,模型预测存在高度不确定性。需要开展更多证据链分析和模型检验,以减少不确定性并制定科学的政策框架。
3.受控环境农业（CEA）：最可行的新兴食品生产方式
受控环境农业（CEA）是最可行的新兴食品生产方式,它与现有技术和法规兼容,市场轨迹明确。环境控制农业利用水培、气培等技术,在封闭的人工环境中进行作物栽培,声称可节约土地水资源,保护作物免受外界环境威胁,实现全年生产。当前环境控制农业主要应用于高价值作物的生产,如绿叶蔬菜和香草。它具备较高的商业化可行性,是技术成熟度最高的新兴农业方式之一。但由于运营成本高昂,环境控制农业难以发展为主流生产方式,其对全球粮食供应的影响有限。未来如果能减少能源消耗,实现规模经济,环境控制农业或可发挥更大作用。政策应鼓励开发节能技术,提供土地利用支持,并考虑与循环经济模式的结合。当前,环境控制农业对食品安全的贡献存在不确定性。需要开展更多模拟和案例研究,评估不同作物、运营模式对资源利用和食物产出的影响,以期减少不确定性并支撑决策。
4.昆虫食品（entomophagy）：有望成为重要的蛋白来源之一
昆虫食品是第二具影响力和可行性的新兴食品生产方式。在全球许多地区,昆虫长期作为食物来源,但在西方国家的主流饮食中不被接受。与传统畜牧相比,昆虫饲养耗费资源较少,提供重要蛋白质和营养来源,是潜在的可持续蛋白替代品。但是食用昆虫面临消费者偏见和监管限制等障碍。若要将昆虫推向主流食品,必须提高生产安全性,增加消费者知识,制定市场标准。食用昆虫对全球食品安全有重要贡献潜力,但其规模化商业生产还处在起步阶段。当前的环境影响预测存在不确定性,需要开展标准化和针对不同昆虫种类的生命周期评估。同时,应继续监测可能的健康风险,并与监管部门合作制定政策框架。如果各方面条件得以满足,昆虫有望在2050年成为重要的蛋白来源之一。推广昆虫食用需要政府支持、企业投入、科研创新和消费者接受。
5.海藻养殖（seaweed aquaculture）：可行性低但潜在生态影响良好
海藻养殖是近年快速发展的蓝色经济产业,它使用极少的淡水和土地资源,被视为一个可持续的碳水化合物来源。海藻可能不是解决饥饿或营养不良的合适食物,而是蛋白质(某些种类)、膳食纤维、微量元素和维生素的重要来源。但海藻目前不是主流食材,大规模推广面临消费者接受度等障碍。同时,过度开发可能影响海洋生态系统。海藻养殖的环境效益具有一定优势,但其对全球食品体系的影响仍存在不确定性。政策应支持规范化海藻养殖,预防环境风险,建立质量标准体系。海藻产业可为沿海地区提供就业机会,但其发展需要考虑当地居民依赖海洋资源的需求。综合来说,海藻养殖可望成为一个对环境友好的食品来源,但不太可能在2050年之前成为饮食主体。推广海藻食用需与科研创新、监管政策和消费教育相结合,逐步开拓市场。
