普林斯顿大学对环境问题的重要研究在今天和将来都将是解决人类一些最棘手问题的关键。我们的影响力建立在长期、深入、广泛的个人奉献、智慧领导、坚持不懈和创新的基础之上。本文是普林斯顿大学过去半个世纪在环境方面卓越成就系列的一部分。
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1995年，Timothy Searchinger在华盛顿特区仔细研究美国农业法案。作为一名环境律师和湿地恢复方面的政策专家，Searchinger在农业法案中发现了一条模糊的条款，即允许各州为保护努力提供资金。虽然他的努力使大约200万英亩的土地恢复为具有环境价值的河岸缓冲区和湿地，但他在农业法案方面的工作带来了另一个同样重要的个人发现。
“这是美国中部的大片土地，几乎全是农田，但当时几乎没有来自国家环境团体的人研究农业的更广泛影响，”Searchinger回忆说。这种认识促使他成为少数几位关注农业和其他紧迫的全球环境和社会经济问题的专家之一。“食物是一个对地球健康有巨大影响的关键而又被忽视的环境问题，”Searchinger说。“它与从气候变化到生物多样性丧失再到贫困和移民问题的一切都有关。”
二十年后,现在普林斯顿大学研究学者的能源与环境政策研究中心搜索今天的工作结合生态学和经济学分析的挑战如何养活世界人口预计将增长20亿人在未来30年,同时减少森林砍伐和农业温室气体的排放。2008年至2018年，Searchinger在《科学》和《自然》杂志上发表了五篇论文，作为第一作者，该论文重新计算了生物燃料和粮食生产的温室气体排放，以计入使用土地的成本，否则，这些土地可能会在自然栖息地储存更多的碳。
丹尼尔·鲁宾斯坦
2019年，他是世界银行、联合国和世界资源研究所一份重要报告的主要作者，该报告坚定地将粮食和农业确立为全球环境问题的关键。该报告提供了一份全面、详细的22个具体解决方案“菜单”，应采取这些方案，以社会公平的方式满足日益增长的粮食需求，同时避免进一步的农地转换和减少温室气体排放。“很难高估Searchinger在这一领域的工作的影响，”土木与环境工程、公共和国际事务教授Denise Mauzerall说。
该报告还抓住了普林斯顿日益壮大的专注于这一主题的研究团队的独特优势。“我们把粮食和农业视为一个更大的环境系统的一部分，这个系统的每个部分都会影响其他部分，”1877届动物学教授、生态学和进化生物学教授丹尼尔·鲁宾斯坦(Daniel Rubenstein)说。“我们如何使用土地进行粮食生产也影响到温室气体排放、生物多样性、城市可持续性、人类迁徙以及其他许多领域。食物涉及到人类生存的每一个部分，它提供了一种方式，让人们意识到他们的饮食方式对环境有很大的好处。除了在普林斯顿环境研究所教授“农业、人类饮食和环境”这门课程，鲁宾斯坦自己的食物研究还探索了人类和动物如何共享景观和管理获取食物的途径。
“普林斯顿大学主要从广泛的、环境的角度来关注食物，这是不同寻常的，”Searchinger说。
很少有其他大学能像普林斯顿大学在过去半个世纪里发展的那样，将他们的食品研究融入到如此深厚的跨学科环境领域的优秀文化中去。食品研究可能是这个长期关注环境问题的最新部分，但它是一个可以追溯到50多年前的遗产的一部分。
食品和生物多样性
大卫·威尔考夫是普林斯顿大学环境领域的杰出人物之一，他是生态学、进化生物学和公共事务教授，也是普林斯顿环境研究所的教授。
大卫·威尔考乌
本世纪头十年中期，威考夫对马来西亚和印度尼西亚棕榈油种植园的爆炸式增长感到担忧。开发商砍伐热带森林，种植棕榈树，以生产一种油，这种油通常用作食用油、加工食品和美容产品，而且越来越多地用作生物燃料。世界对这种廉价石油贪得无厌的胃口，最终导致数百万英亩的森林被砍伐——从森林中释放二氧化碳，同时破坏区域生物多样性。
Wilcove和研究生Lian Pin Koh是第一批量化为生产油棕而破坏森林的程度，以及将森林转为农业用途所带来的生物多样性成本的人。他们的研究帮助将棕榈油农业列为热带保护工作中最紧迫的问题之一。威尔考夫的研究小组继续研究与农民合作以支持全球生物多样性的机会，包括他最近在秘鲁西部亚马逊地区的一些工作。
“土地是有限的资源，”Searchinger说。“它需要满足许多种植目的，包括为不断增长的人口生产更多的食物，储存更多的碳以应对气候变化，保护世界上的多样性物种。”我们能做到这三件事的唯一方法是更有效地利用土地，这意味着每英亩土地上有更多的食物、更多的碳和更多的生物多样性。”
食物和温室气体排放
丹尼斯Mauzerall
校园里的其他主要团体采取了不同的方法来研究食物。正如Searchinger所指出的，农业活动占目前全球温室气体排放的四分之一，鉴于人口不断增长，这引起了人们的担忧。
“我们必须找到方法来生产更多的食物而不扩大农业用地或使用更多的氮肥为了保护生物多样性,减少空气污染物和温室气体排放,”丹尼斯Mauzerall说,他的工作作为一个大气科学家和政策专家横跨能源、农业、空气污染和人类健康。Mauzerall的研究小组研究了提高氮肥使用效率对空气质量和气候的好处，这样既能保持产量，又能减少空气污染物和温室气体的排放。她的团队还在研究减少牛肉和奶制品的饮食结构的潜在好处，因为这些产品的生产会导致大量温室气体和其他污染物的排放。
与此同时，通过碳减排计划，普林斯顿大学的跨学科团队和研究人员正在努力对植物、水和土壤如何在不同的景观中相互作用的机制有更细微的理解。他们的新兴研究探索了如何利用农业实践和土地管理来优化植物和土壤中的自然碳存储，生态和进化生物学教授Jonathan Levine和1994年Thomas J. Wu土木和环境工程教授Amilcare Porporato解释说。
“人们对减少能源部门的温室气体排放有很多关注，但对农业排放的关注少得多，”Searchinger说。“如果我们不积极推动创新，将粮食产量的增加与森林保护联系起来，我们就会超过2050年的总体排放目标。”
食品和迁移
迈克尔·奥本海默
但是，当雨水减少，原本繁盛的粮食产量下降时，会发生什么呢?迈克尔·奥本海默(Michael Oppenheimer)说，越来越多的移民来自遭受气候影响的地区。奥本海默是阿尔伯特·g·米尔班克(Albert G. Milbank)地球科学和国际事务教授，普林斯顿环境研究所(Princeton Environmental Institute)的教授。
奥本海默说:“某些地区的作物产量下降将对人们未来的生活产生重大影响，因此，政府现在就开始为这些变化制定计划是至关重要的。”“与此同时，一些最脆弱的人可能缺乏必要的财政资源，被迫继续生活在越来越危险的环境中。”
奥本海默的小组研究了气候变化对国家内部和跨国移民的潜在影响，包括墨西哥-美国移民和南非国内移民。
在未来几十年里，将有更多的人迁移到城市并生活在城市里。那么，这些变化对城市食物系统和它们的环境足迹意味着什么呢?
食品和城市
阿奴Ramaswami
到2050年，预计将有超过三分之二的世界人口居住在城市，城市的可持续性将对全球环境产生巨大影响，特别是粮食系统和土地利用。
“食品和基础设施非常重要——它们是支柱行业。阿努·拉马斯瓦米(Anu Ramaswami)说。他是87年桑杰·斯瓦米(Sanjay Swami)印度研究教授、土木与环境工程教授、普林斯顿国际与区域研究所(Princeton Institute for International and Regional Studies)和普林斯顿环境研究所(Princeton environmental Institute)的教授。
20多年来，拉马斯瓦米一直在帮助城市绘制它们的环境足迹，并制定气候行动策略。Ramaswami说，对城市粮食系统进行战略干预对于实现环境可持续、健康和更公平的城市至关重要。她的团队最近的研究发现，改变饮食和改善食物垃圾管理对缩小城市的食物足迹有最大的好处。
普林斯顿可持续城市基础设施系统实验室(Princeton Sustainable Urban Infrastructure systems Lab)城市食物系统首席科学家达纳·博耶尔(Dana Boyer)说:“城市获取和消费食物的方式是全球食物系统变化及其对环境影响的巨大杠杆。”
Boyer说，城市对改善其食物系统的可持续性很感兴趣，但是他们并不总是知道该做什么改变或者从哪里开始。她和Ramaswami与城市合作，收集信息并了解它们的优先事项，然后利用最新的科学和模型，帮助制定具体的建议。这种方法利用社区参与和数据驱动的研究来产生更可持续的成果。
博耶尔说，粮食系统与许多其他问题有关:人类健康、公平、文化、正义、经济和整体韧性。“我们的工作将所有这些因素结合在一起，形成一个食品行动计划，目标是建设更可持续、更健康的城市。”
食品的弹性
当Searchinger开始他在这个领域的研究时，可能很少有人从全球环境的角度来研究食物，但是在普林斯顿大学的最近几年，关于食物-能量-水关系的研究已经形成了势头。
最近普林斯顿环境研究所与斯德哥尔摩复原中心和波茨坦气候影响研究所合作，建立了一个多年的食物和环境倡议。这一新的倡议侧重于粮食系统的恢复力，包括生态、政策和人的层面。
詹姆斯·s·麦克唐奈杰出大学生态学和进化生物学教授西蒙·莱文说:“对食物的研究向我们展示了生物系统和人类社会是如何相互关联的。”他说:“了解是什么使粮食和农业系统具有抗灾能力，这对于适应不断增长的需求和不断增加的环境压力至关重要。”
莱文和鲁宾斯坦最近与博士后研究员安德鲁·卡尔森一起研究了新泽西州奶牛场应对COVID-19大流行的应变能力。
在所有这些领域，普林斯顿大学对食物的研究仍然被一个核心问题所定义:如何在不增加排放、不加剧生物多样性丧失和森林砍伐、不加剧不平等和贫困的情况下养活世界?
他说:“追求其中任何一个目标而排除其他目标，都可能导致其中任何一个目标都无法实现。”
普林斯顿大学研究食物的交叉和跨学科方法将是未来几十年找到正确解决方案的关键。
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