| Autor: |
Koppelmäki, Kari |
| Přispěvatelé: |
Wageningen University, R.P.O. Schulte, J. Helenius, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Doctoral Programme in Sustainable Use of Renewable Natural Resources, Wageningen University, the Netherlands (A jointly supervised bi-national doctorate (PhD) thesis, University of Helsinki, Finland, and Wageningen University, the Netherlands (2022), Helsingin yliopisto, maatalous-metsätieteellinen tiedekunta, Uusiutuvien luonnonvarojen kestävän käytön tohtoriohjelma, Helsingfors universitet, agrikultur-forstvetenskapliga fakulteten, Doktorandprogrammet i hållbart utnyttjande av förnybara naturresurser, Müller, Adrian, Helenius, Juha, Schulte, Rogier |
| Jazyk: |
angličtina |
| Rok vydání: |
2022 |
| Předmět: |
|
| Popis: |
The use of fossil fuels and external nutrient inputs in food production have created a need for systems which will produce enough food for a growing population while simultaneously reducing the environmental impacts from food production. In order to move towards sustainability, the relatively short history of fossil fuel use in food production needs to be left in the past and food production returned to a reliance on renewable energy without food-fuel competition. The aim of this thesis was to provide a design for circular food production which utilizes the synergies of the interconnected nexus of biomass-nutrients-energy. To do that, I studied the biophysical and economic impacts of such an integrated food and energy production design through case studies ranging from the farm scale to the regional food system scale in the context of Finnish food systems. This thesis provides a design for circular food production which relies on localized resources. In this design, biomass-energy-nutrients integration takes place at a feasible spatial scale that enables efficient nutrient recycling and integrated energy production. I propose the concept of Agroecological symbiosis (AES) as a design for circular food production. Multiple AES systems together form a Network of Agroecological symbiosis (NAES). These concepts represent a place-based food production network thereby providing an alternative to the current consolidated commodity chains. At the regional food system scale, I propose a novel concept of Nested Circularity to understand the circularity in the context of food system. Informed by the results of this thesis, I propose that a circular food production system design is built from the following elements 1) the integration of biomass-nutrient-energy, 2) the multifunctional use of perennial leys, and 3) the horizontal and vertical integration of actors and operations at the food systems scale which is functional both from the biophysical and physical perspective. Finally, I propose six steps that need to be taken simultaneously and to be implemented across all actors in the food system to transform the current food system towards circularity. Fossiilisten polttoaineiden ja mineraalilannoitteiden käytöstä johtuvat ympäristöongelmat ovat luoneet tarpeen uudenlaisille ruokajärjestelmille, jotka tuottavat riittävästi ruokaa kasvavalle väestölle ja samalla vähentävät tuotannon ympäristövaikutuksia. Fossiilisten polttoaineiden käytön historia ruoantuotannossa on suhteellisen lyhyt. Kestävyyden näkökulmasta fossiilisten polttoaineiden käytöstä tulisi päästä eroon ja siirtyä ruoantuotannossa uusiutuvaan energiaan niin, että energian tuottaminen ei kilpaile resursseista ruoantuotannon kanssa. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli luoda malli kiertotalouden mukaiselle ruoantuotannolle, joka perustuu biomassan tuotannon, ravinteiden ja energian välisten vuorovaikutusten hyödyntämiseen. Tätä varten tutkittiin paikallisesti ja alueellisesti yhdistetyn ruoan- ja energiatuotannon biofysikaalisia ja taloudellisia vaikutuksia tapaustutkimuksissa, jotka vaihtelivat maatilamittakaavasta alueelliseen mittakaavaan Suomen ruokajärjestelmässä. Tulosten perusteella väitöskirja ehdottaa paikallisiin resursseihin nojautuvaa kiertotalouden mukaista ruoantuotantomallia. Biomassan tuotannon, ravinteiden kierrätyksen ja energian tuotannon integrointi tapahtuu mallissa mittakaavassa, joka mahdollistaa tehokkaan ravinteiden kierrätyksen ja energiantuotannon sivuvirroista. Agroekologisen symbioosien (AES) mallia ehdotetaan kiertotalouden mukaisen ruoantuotannon malliksi maatilamittakaavassa. Useat AES-järjestelmät muodostavat yhdessä agroekologisten symbioosien verkoston (NAES). Nämä konseptit edustavat paikkaperusteista ruoantuotantoverkostoa ja tarjoavat siten vaihtoehdon nykyisille keskittyneelle ruokajärjestelmälle. Kiertotalouden hahmottamiseen ruoantuotannossa ehdotetaan sisäkkäisten kiertojen (Nested Circularity) konseptia, joka auttaa ymmärtämään biomassan, ravinteiden ja energian väliset yhteydet kiertotalouden mukaisessa ruoantuotannossa yli maantieteellisten mittakaavojen. Väitöskirjan tulosten perusteella kiertotalouden mukainen ruokajärjestelmän koostuu seuraavista elementeistä: 1) biomassa-ravinne-energia-integraatio, 2) monivuotisten viljelykasvien käyttö biomassan tuottamiseen ja biologiseen typensidontaan, sekä 3) ruokajärjestelmän toimijoiden ja toimintojen alueellinen ja tuotantoketjujen ylikäyvä integrointi mittakaavassa, joka mahdollistaa ravinteiden kierrätyksen ja yhteistyön eri toimijoiden välillä. Lopuksi väitöskirjassa ehdotetaan kuusi toimenpidekokonaisuutta nykyisen järjestelmän muuttamiseksi kohti kiertotalouden mukaista ruokajärjestelmää. |
| Databáze: |
OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|
