智能时代的食品和水系统（英）

智能时代的食品和水系统 2024年12月白皮书 GettyImages图片： Contents 执行摘要3 Introduction4 1用于数据驱动决策的食物-水堆栈6 2食物-水堆栈的应用和用例9 2.1食物-水堆栈的基于国家的用例9 2.2设计组件以加强数据就绪性14 3食物-水堆栈作为公共物品：行动路线图17 结论19 贡献者20 尾注22 免责声明 这份文件由世界经济论坛发布，作为对某个项目、视角领域或互动的贡献。文中所述的研究发现、解释和结论是世界经济论坛协作过程的结果，并得到其支持和认可，但其结果未必反映世界经济论坛的观点，也不一定代表其全体成员 、合作伙伴或其他利益相关方的意见。 2024年世界经济论坛所有权利 ©保留所有权利。本出版物的任何部分不得以任何形式或通过任何手段进行复制或传输，包括复印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 智能时代的食品和水系统2 2024年12月 智能时代的食品和水系统 执行摘要 数据的整体视角对于食品和水资源而言可以驱动每个地理区域改进决策并实现持续的解决方案。 食品系统占全球水资源提取量的72%。当前的生产消费趋势不可持续，因为全球食品生产预计将进一步增加70%，这将加剧对本已紧张的水资源的压力。 -故意共同创建堆栈与结束，以确保堆栈适用于不同 用户上下文，并包括充分定制的、特定于场景的应用程序的必要数据。 连接食品和水资源系统的数据对于在这些相互关联的领域中扩大可持续干预措施至关重要。尽管已有多个框架承认数据集之间的重叠，但将这些数据整合到一个平台以支持稳健的决策制定仍面临挑战。本白皮书概述了水和食品之间的联系、聚合数据的影响、人工智能（AI）的作用以及数据栈框架的作用，以指导并改进决策制定。这种方法还可以促进利益相关方之间的合作，并在相互关联的系统中激发创新。 成功的食品-水堆栈框架的应用需要多样化的数据来源——这些数据可以通过手动采集或使用如遥感和物联网（IoT）等技术来获取，并且包括宏观层面的信息，如水资源可用性、天气预报、盐度水平和土地利用模式。这些数据与特定地点的物理基础设施信息以及可用于创建分析的技术相结合进行评估。然后，通过工具如AI聊天机器人将分析结果提炼并传达给相关利益相关者。白皮书概述了三个案例，展示了堆栈框架如何促进各方合作以实现更可持续的水资源管理。 食品-水系统，规模化运作，提供了提升水在食品中作为影响倍增器角色的机会（使其与碳和其他排放处于同等水平）。随着食品和水资源系统的挑战日益复杂，采取行动的时机已经到来。堆栈方法论为未来几代人实现更好的决策、韧性和可持续性提供了清晰的道路。全球食品安全与水资源安全委员会建议以下措施以在国家层面实施堆栈方法： -开发高效和集体的数据。合并专有数据时 基础设施、信息共享协议，以及围绕隐私、访问和商业化方面的框架，需要得到发展。 -设计食物-水数据堆栈以响应一些高级别的 根据当地情况。尽管全球的食品和水系统具有相似的特性，它们往往还具备特定于该国家和地区的独特特征。本地化确保了所有权并承诺在长期内改进实施。 –.Usea 确保堆栈协调机制的开放访问，以托管该堆栈 ，并召集本地和全球利益相关者就其使用、管理与治理进行交流。 -利用自然市场和创新。各种 融资以放大受益来源：可以通过融资来开发和维护栈系统，并从长远来看，通过将水、食品与气候及自然资本金融联系起来进行综合分析 ，展示其使用带来的益处。 –召集跨部门和多方利益相关者的协调机制，以协调堆栈的发展，并重点关注关键议题领域 。 -将食物和水的结果纳入，包括气候和 国家行动计划、社会发展目标、源自联合国粮食系统峰会的国家粮食系统路径、国家生物多样性战略与行动计划（NBSAPs）、水资源规划、人工智能和数字政策等。 -跨行业合作推动。与私人演员合作 实施和用户在食品和水资源领域的应用将推动快速采纳，同时安全地将解决方案融入实际场景。 -未来的证明，以提高弹性和。而 决策制定新创新的发展方向，考虑未来食品决策的影响，包括替代蛋白质或AI在用水方面的应用。 3 Introduction 新兴的技术进步、数据解决方案和创新为确保食品和水资源系统安全并促进大规模转型提供了独特的机会。 确保持久且可持续的食品和水资源系统对于维持正常的社会运行至关重要。作为食品系统的基本使能器，水越来越成为一个风险资源，而食品系统占全球水资源提取量的72%。1水资源安全与食品安全密不可分，有估计显示，到2050年，由于气候变化导致的水资源风险，将额外使8000万人面临饥饿的风险。2当前的生产与消费趋势不可持续，气候变化将进一步加剧现有问题。据预测，全球食品生产将增加70%，从而加大土地、 水资源、劳动力、营养素和能源方面的压力。3自历史上首次，水循环因数十年来水资源管理不当 和价值低估而出现失衡。4随着对粮食和水的需求增加，水资源变得更加稀缺或不可预测。 节水型方法，并激励减少每单位营养物质用水量的可持续生产与消费选择。5 全球食物与水资源安全委员会（GFC）提供了必要的战略远见，并深入洞察了食物和水系统之间的相互影响，利用创新和技术作为推动变革的力量。6由在食品、水、技术、政策和金融领域拥有专长的领导者组成的GFC建议实施基于证据的框架，以帮助决策者了解食物和水安全之间的固有联系。此外，该框架还提供了关于如何有效应对这些问题领域的创新应用的指导。数据堆栈— —将多种异构数据集整合到一个集成平台上，并利用人工智能（AI）等新兴技术来提供信息建议 ——是一种创建数据驱动决策框架的方法。目前 ，许多数据要么质量低劣、未被使用，要么已经过时。采用数据堆栈可以更好地实现数据采集、整合和互操作性。本文介绍了这一框架、案例研究和关键建议，使利益相关方能够采用智能决策工具，从而充分利用最新的技术发展。 新兴的技术进步、数据解决方案和创新为确保食品安全与水资源系统以及推动大规模转型提供了独特的机会。由于清洁水资源的有限供应，为了确保更好的食品和水资源安全并改善决策制定，这两个领域的数据和证据需要更加有效地整合。基于数据的决策制定对于支持相关利益方选择合适的战略至关重要。 有了对数据的开放访问、人工智能以及预测分析工具，我们拥有了共同设计具有韧性和公平性的食品和水资源系统并创造实际变革所需的工具。由全球未来理事会（FoodandWaterSecurity）创建的食品-水堆栈提供了21世纪食品和水资源决策的整合视角，利用最新的技术和人工智能来推动相关决策，并确保世界各地人民及其地球家园的繁荣未来。 全球未来粮食和水安全理事会联合主席UshaRao-Monari和RanveerChandra 方框1全球水经济委员会 近期，全球水资源经济委员会（GCEW）发布的报告强调了水资源在食物和土地系统中的关键重要性。“绿色水”，即存在于植物和土壤中的水分，是全球水循环中至关重要但常被忽视的一部分。植物吸收土壤中的水分并将其蒸发到大气中 ，形成降水，这突显了水循环的跨国界性质以及一个地理区域的农业发展和森林砍伐对另一个地区干旱或水资源短缺的影响。这一发现扩大了我们对水资源流动的理解，并强调了在各个行业（包括食物系统）中重新评估、管理和治理淡水资源的必要性。 使命一阐述了改善食品系统中水资源管理的重要性，以确保未来的人类和地球资源安全。通过关注灌溉效率，并结合农民主导的再生农业方法，整个食品价值链的支持，可以在提高水资源管理的同时实现粮食安全和适当的营养结果，并保护农民的生计。只需建立公正的合作关系和公正的融资机制 ，即可在全球范围内推广这些解决方案，而新兴技术如人工 智能也可以为此发展提供支持。然而，使命四认识到人工智能带来的可能性同时也承认其局限性，尤其是其运营所需的水资源消耗。水资源在全球经济、食品系统及其他领域中的核心作用必须被决策者考虑，并在运营和政策中予以重视。以可持续的方式利用最新技术可以支持一个更加数据驱动的未来。 GCEW报告还强调了水资源不作为/不公所带来的成本 ，并指出在处理水资源问题时需要采用水系统正义的价值观。这些价值观支撑着报告中推广的任务导向方法。 全球水经济委员会(2024年)。 资料来源：水经济学：重视水文循环作为全球共同利益。 1 用于数据驱动决策的食物-水堆栈 在更大规模上，食品-水系统能够促进更好的决策制定和长期可持续性，提升水资源在气候议程中的影响倍增作用。 在面对日益严峻的食品安全和水资源可持续性挑战的世界中，食品-水堆栈（food-waterstack）作为一种变革性的工具出现，旨在通过更好地做出决策来推动实质性变革。随着这些挑战的加剧，食品和水资源系统中准确数据和协调的需求比以往任何时候都更加迫切。由碎片化决策导致的低效性和缺乏可靠数据引发的延迟影响了数百万人的生活。该工具通过实现实时数据集成和预测分析填补了这一空白。 堆栈的主要目标是为利益相关者提供可操作的见解。通过聚合 并且通过分析来自多样来源的数据，该栈提供了食品和水资源系统的全面视图，从而支持更加明智和及时的决策制定。建立一个共同的数据框架 ，该栈可以增强食品和水资源价值链中各利益相关方之间的协调，从农民到政策制定者。 用户可以模拟各种情景，如气候变化或政策变动的影响，以更好地预见结果并准备有效的应对措施。该栈提供基于系统内特定角色的定制化建议和集体分析见解。 BOX2什么是基于数据堆栈的方法？ 在全球范围内，很少有可靠的、基于证据的框架能够为决策者提供食物安全与水资源安全相互关联影响的信息。一种栈式方法（通过结构化的分层和整合多种数据来源进行综合分析）可以促进不同利益相关方之间的合作并激发创新。该栈允许食物-水价值链中不同环节的决策者可视化和综合各种信息和分析层面。数据和分析可以由包括但不限于农业在内的多个部门进行开展和使用。 生产、投资与金融、私营部门以及政策制定者。最终，栈可以承载完整的信息，并且根据需要激活特定元素。此外 ，随着技术的发展，这些栈可以启用数据隐私协议，包括预测分析和其他推理工具。该栈还允许在不同层中进行创新和灵活性（例如，在数据层中精炼和增加数据，在创新层中纳入新技术，或在决策与情报层中应用新工具，如图1所示）。 图1使用堆栈的数据集成和决策框架 多利益相关者解决方案的数据堆栈 决策和智能层 Chat接口 食物/水 证书fi阳离子 成本效益fit分析 Scenario分析 仪表板 创新层 天气预测 绿色值/供应链 化学技术 生物技术 食品和水、数据和分析、数据共享和其他平台 Farm边界 用水在农场 虚拟贸易在水中的食物 天气 Water存储 数字和数据层 Physical基础设施层 治疗 计划 最后一英里基础设施 Landuse 仓库 水源 和存储 图1展示了可以使用栈来处理的数据类型、框架以及可以做出的决策示例。“物理基础设施”和注释：“数字和数据”层为数据收集以及评估系统的功能提供了基础。通过实施选项， 创新层“和来自‘决策与智能’层的分析，使决策者或栈的使用者能够做出知情选择。参考文献列表技术并不详尽。 通过汇集专门的知识和技能，数据堆叠不仅可以促进有效的协作，还能确保清晰的角色和责任划分，减少不确定性并建立信任。通过提供开放访问、促进定制分析以及支持实时、前瞻性的决策 ，该方法能够实现这些目标。 可以在食品和水资源领域推动进步，并确保信息和创新的公平获取。此外，它还能够支持先进的数据收集和聚合平台，赋能相关利益方做出基于充分信息的决策，从而实现适用且有效的创新。 决定- 制造商/用户 决策者、fiNance、消费者、农民、私营部门 方框3应用堆栈 马普霍河Basin是智利人口的40%所在地，并且对该地区水资源短缺和干旱极为脆弱。总体而言，每年有80%的水资源被提取用于农业、家庭和工业用途。在这种情况下，可以应用栈(Stack)技术以确保水资源能够适当分配，满足工业和农业的需求，同时保持对气候变化影响的韧性。 决策者