目前几乎一半的粮食生产对我们的地球有害，导致生物多样性丧失、生态系统退化和水资源紧张。但随着世界人口的持续增长，这种情况还能持续吗？波茨坦气候影响研究所（PIK）的研究人员领导的一项研究现在提出了一个全面的解决方案，可以在我们星球的环境边界内养活100亿人。为每个人提供充足健康的饮食，同时保持我们的生物圈基本完整，这将需要技术和社会文化的大转弯。它包括采用完全不同的耕作方式、减少食物浪费和改变饮食。这项研究的发表恰逢达沃斯世界经济论坛和柏林国际绿色周，这是世界上最大的食品和农业博览会。
目前，数十万人正在柏林参加国际绿色周，这是一个领先的全球农业和食品贸易博览会，有来自72个国家的1800多家参展商参加。据组织者介绍，2020年国际绿色周前所未有地关注气候变化，举办了众多展览和活动。今年的趋势主题包括可持续性、资源节约和环保生产工艺。波茨坦气候影响研究所（PIK）的专家也将出席1月17日至26日绿色周的活动。
森林砍伐、温室气体排放、生物多样性丧失、氮污染——今天的牛、猪和鸡的农业饲料种植对环境和气候产生了巨大影响。在工业设施中而不是在农田中种植饲料可能有助于缓解农业食品供应链中的关键影响。在大型工业设施中生产的富含蛋白质的微生物可能越来越多地取代传统的作物饲料。目前发表在《环境科学与技术》杂志上的一项新研究首次估计了在全球范围内向猪、牛和鸡喂食微生物蛋白的经济和环境潜力。研究人员发现，通过用富含蛋白质的微生物只代替2%的牲畜饲料，可以分别减少5%以上的农业温室气体排放、全球耕地面积和全球氮损失。
农业生产不仅为社会提供商品（食品、饲料、纤维、燃料），还推动环境退化和气候变化，农业是非二氧化碳温室气体（GHGs）的最重要排放国。该研究项目旨在通过一套改进的农田生产管理方案来研究减少农业温室气体排放的方案。为此，必须将增加产量以养活不断增长的人口的需要，以及减少土壤和水退化以维持最重要的生产手段的需要视为约束因素。该研究项目的主要目标是量化农业部门温室气体排放的减少潜力。为此，必须将几个方面结合起来：（1）确定农田生产的主要管理选择并量化其对生产力和环境的影响；（2）将相应的过程纳入农业系统和生物地球化学通量的基于过程的全球模拟模型，（3）评估加强粮食供应的潜力和全球变化挑战。对缓解气候变化的农业潜力的结论性评估是由提高生产力的管理选择、维持土地生产力的管理选项和扩大农业用地之间的相互作用决定的。
与气候相关的产量变异性是全世界农业的主要生产风险。由于全球市场，生产冲击可能对全球粮食价格波动产生重大影响。糖是一种重要的全球生产和贸易农产品，在许多欠发达国家为当地生计做出贡献，也是世界各地农民的主要收入来源。波茨坦气候影响研究所（“PIK”）和碳三角洲（“CD”）将分析与甘蔗和甜菜生产相关的气候变化风险。PIK和CD将为世界领先的优质巧克力和可可产品供应商Barry Callebaut（“BC”）进行糖供应链风险分析。对于不列颠哥伦比亚省的产品来说，糖是一种重要的成分。由于全球食糖生产伴随着大量温室气体排放和环境问题，因此生产更可持续、更安全的食糖非常重要，尤其是发展中国家的农民。我们的建议将侧重于甘蔗和甜菜生产中的温室气体减排战略，以及应对这两种作物气候变化风险的气候智能适应战略。PIK还将与不列颠哥伦比亚省一起开发第一个椰子生产“测试”分析，可以评估气候变化的影响。椰子也是不列颠哥伦比亚省产品的重要成分。这项测试的结果将侧重于气候变化的收益风险。
西非是这方面的全球热点地区之一，因为它受到全球变化的几个大趋势的共同影响。尽管今天它仍然主要是农村地区，但预计城市化水平的增长速度将比任何其他地区都快，到本世纪中叶将增加两倍，从1.57亿增加到5.11亿（UNDESA 2015）。尽管最近在经济增长、民主化和区域合作方面取得了进展，但治理不善、侵犯人权、普遍贫困、族裔边缘化以及小武器和轻武器扩散仍然是该地区暴力冲突和内乱的导火索和驱动因素（Annan 2014，Marc等人，2015）。此外，西非深受环境变化的影响，这些变化超出了现有农业系统的复原力和当地社区的适应能力。其中包括生态系统退化、生物多样性丧失、季节性降雨的可变性增加以及洪水和干旱等极端事件的持续时间和强度增加（气专委，2012年）。这些因素加在一起，给当前和未来的粮食系统带来了巨大压力，并可能迫使社会生态粮食系统陷入危机，甚至以迄今为止不可预测的方式崩溃（Cumming 2014）。尽管近年来西非的粮食安全有所改善，但仍有约10%的人口长期营养不良，超过21%的人口面临着令人担忧的粮食状况（经合组织，2013年，全球统一指数，2015年）。
OptAKlim项目的目的是推进农业种植战略和措施，以适应气候变化并减少温室气体排放（缓解），同时考虑到气候变化与植物保护、农业生产力和种植结构变化之间的相互作用。特别关注适应/缓解气候变化与环境目标之间的权衡，以及景观层面的相互作用。所述改进的基础是在景观层面上对不同种植策略和措施的影响进行综合和独特的评估。
从整个欧洲的环境和社会经济角度来看，干旱造成了多部门和跨部门的影响。干旱类型之间存在复杂的水文和环境联系，因此很难评估和量化影响。考虑到这一挑战，CROSSDRO解决了i）干旱对积雪、森林生长和健康、水资源以及灌溉和雨水灌溉作物的直接影响，包括物理和社会经济影响与途径之间的联系，以及；ii）评估多影响和交叉影响模型的可靠性，以及气候变化下干旱影响的不确定性问题和预测情景。
