智能时代的食品和水系统

2024 年 12 月白皮书 Getty Images 图片 ： Contents 执行摘要 3 Introduction 4 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 3 食物 - 水堆栈作为公共物品 ： 行动路线图 172.1食物 - 水堆栈的基于国家的用例92.2设计组件以加强数据就绪性14 尾注 22结论 19贡献者 20 免责声明 这份文件由世界经济论坛发布，作为对某个项目、洞察领域或互动的贡献。文中所述的研究发现、解释和结论是世界经济论坛协助并认可的合作过程的结果，但其结果未必反映世界经济论坛的观点，也不一定代表其全部成员、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。 执行摘要 数据的整体视角对于食品和水资源而言可以促进每个地理区域内的决策改善和持续解决方案。 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จะ增加70%，这将进一步加剧对已经受到压力的水资源的压力。 - 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。 - 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的国家和地区独特特征。本地化保证了所有权并确保长期改进措施的落实。 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。尽管已有多个框架认识到数据集之间的重叠，但将这些数据整合到一个平台以支持稳健决策仍是一项挑战。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如何指导并改进决策。这种方法还可以促进利益相关方之间的合作，并推动互联系统内的创新。 –. Use a确保堆栈协调机制的开放访问，以托管堆栈并 召集本地和全球利益相关者的社区，共同讨论其使用、管理和治理问题。 成功的食品-水资源堆叠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通过遥感技术和物联网（IoT）等技术获取，并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，通过工具如人工智能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，展示了堆叠框架如何促进水资源的可持续管理。 - 利用自然市场和创新。各种融资以放大利益来源：各种融资手段可用于开发和维护技术栈，并从长远来看，集体分析这些技术栈可以展示其将水资源、食品与气候及自然资本金融联系起来所带来的益处。 – 召集多部委和多方利益相关者协调机制，协调堆栈的发展，包括重点关注的关键议题领域。 - 将食物和水的结果纳入 ， 包括气候和国家行动计划、社会发展规划目标，联合国粮食系统峰会衍生的国家粮食系统路径，国家生物多样性战略与行动计划（NBSAPs），水资源规划路线图，人工智能和数字政策等。 食物-水堆栈，在大规模应用下，提供了将水的作用提升为与碳和其他排放物同等重要的影响放大器的机会。随着食品和水资源系统面临的挑战日益复杂，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明确的道路。全球食品和水资源安全未来理事会建议以下措施以在国家层面实施堆栈方法： - 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引入实际场景。 - 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。 - 未来的证明 ， 以提高弹性和。而决策制定新创新堆栈的发展，考虑未来食品决策的影响，包括替代蛋白质或AI在用水方面的作用。 Introduction 新兴的技术进步、数据解决方案和创新为确保食物和水资源系统以及推动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运作的社会至关重要。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息息相关，而气候变化导致的水风险预计将使到2050年额外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%，从而加剧对土地、水资源、劳动力、营养素和能源的压力。3历史上首次，水循环因数十年来水资源的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）为应对未来挑战提供了必要的战略远见，并深入洞察了食物和水系统之间相互关联的影响，利用创新和技术的力量作为推动变革的催化剂。6由在食品、水资源、技术、政策和金融方面具有专长的领导者组成，GFC 建议实施基于证据的框架，以向决策者提供食物与水安全之间固有联系的信息。此外，它还提供了关于如何有效应对这些领域问题的相关指导。数据堆栈——将多样化的数据集整合到一个集成平台上，并利用人工智能（AI）等新兴技术来提供推荐建议的一种方式——是创建数据驱动决策框架的一种方法。目前，许多数据要么质量低劣、未被使用或已过时。采用数据堆栈可以更好地进行数据采集、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，从而充分利用最新技术的发展。 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，为了确保更好的食物和水资源安全并改进决策，这两个领域数据和证据的有效整合变得至关重要。基于数据的决策制定对于支持相关方选择合适的战略和措施至关重要。 _with_开放的数据访问、人工智能和预测分析，我们拥有了共同设计 resilient 和公平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（Foodand Water Security）创建的食品-水堆栈提供了21世纪食品和水资源决策的综合视角，利用最新的技术和人工智能来促进可持续发展，并为世界各地的人们和我们的地球确保一个繁荣的未来._ 全球未来粮食和水安全理事会联合主席 Usha Rao - Monari 和 Ranveer Chandra 方框 1 全球水经济委员会 最近，全球水资源经济学委员会（GCEW）发布的一份报告显示，水在食品和土地系统中的关键重要性不容忽视。“绿色水”，即存在于植物和土壤中的水分，是全球水循环中一个至关重要但常被忽略的部分。植物吸收土壤中的水分，并通过蒸腾作用将水汽释放到大气中，最终以降水的形式返回地面，强调了水循环的跨界性质以及一个地理区域内的农业发展和森林砍伐如何影响另一个地区的干旱或水资源短缺。这一发现拓宽了我们对水资源流动的理解，并突显了在各个行业（包括食品系统）内重新评估、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，实现粮食安全和充足的营养结果，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，这些解决方案就可以在全球范围内得到推广。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及其局限性，尤其是其运行所需的水资源消耗。水资源在全球经济、食品系统以及更广泛的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更加数据驱动的未来。 GCEW报告还强调了水资源不作为/不公带来的成本，并指出在处理水资源问题时需要采用水资源系统正义的价值观。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。 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，提升水在气候议程中的影响倍增作用。 并且通过分析来自多样化来源的数据，堆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。建立一个共同的数据框架，堆栈能够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。 全球范围内，很少有可靠且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（通过结构化层叠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。该栈使食物-水价值链中不同环节的决策者能够可视化和综合各种信息与分析层次。数据分析和综合分析可以被包括但不限于农业在内的多个领域进行开展和应用。 生产、投资和金融领域，私营部门以及政策制定者。最终，堆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，这些堆栈可以启用数据隐私协议，包括预测分析和其他推理工具。该堆栈还允许在不同层内进行创新和灵活性（例如，在数据层中精炼和添加数据、在创新层中引入新技术、或在决策和情报层中应用新工具，如图1所示）。 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，它还可能支持先进的数据收集和聚合平台，使相关利益方能够做出明智决策，从而实现适用的创新。 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，减少模糊性并建立信任。通过提供开放访问、促进定制分析以及实现实时前瞻性的决策，该方法能够实现这些目标。 方框 3 应用堆栈 决策者和利益相关方涵盖了农业、私营部门、农业、技术、投资以及水利和金融等多个领域。数据堆栈可以通过综合原本分散的数据来帮助这些不同的领域建立共识。例如，由农业部长、水利部长和财政部长组成的团队需要项目文件、地图、历史数据和成本效益分析来评估一个项目并决定关键步骤。在这种情况下，数据堆栈将提供一种情景分析，以确定哪一组决策效果最佳。 马普霍河 Basin 是智利人口的40%所在地，对该地区而言，水资源短缺和干旱极为脆弱。总体来看，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）解决方案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。 每层堆栈生成的数据必须用于确定水资源分配方法、处理厂公私合作伙伴关系结构的成本与效益，以及用于农业用水输送所需的基础设施类型。 决策 / 智能层 公私伙伴关系的成本 / 效益 fi t ， 农民的效益 fi t / 收入 ， 决策者的仪表板 创新层 治疗技术，非NIMBY应用，基础设施占地面积，模块化源和输送基础设施 数字和数据层 水质，农业用途（作物类型、种植模式、天气），各部门数据整合（农业、水利和财政部门），卫星影像，所需水量（立方米） 物理基础设施层 处理厂产能、土地分配、通道/许可、污水来源及相关基础设施、输送基础设施、水库 食物 - 水堆栈的应用和用例 国家利用数字工具提升可持续农业和水资源管理，支持 resilent食物系统。 三个案例展示了栈框架如何汇聚各方利益相关者，以实现水资源管理的更可持续性。 2.1 食物 - 水堆栈的基于国家的使用案例 印度 预期有助于农业部 refinement 政策并提升资源规划与管理的效率。 印度推出的促进农业领域数字技术应用的举措旨在通过提升生产效率、可持续性和资源使用效率，同时为农民、市场和政府提供有价值链方面的 actionable 洞察。该举措寻求结合包括土壤健康和天气模式