3 挑战深化加剧
3.2 展望未来
据粮农组织估测，相较于2012年，到2050 年农业需要增产近50% 的粮食、饲草和生物燃料。南亚和撒哈拉以南非洲的农业产量要至少翻番（增长112%）才能满足估测的热量需要。全球其他地区至少需要增产30%。实现上述目标意味着要增加作物单产，提高种植密度，以及丰富种植品种。扩大耕地面积可选方案有限，因此需要在营养价值、作物生产率与气候韧性之间进行权衡取舍。
2011年《土地及水资源状况》阐释了生产性土地和水资源系统总体绩效面临的各类风险；着重关注了最为突出的风险：水土退化、农业用水造成的水资源匮乏，以及土地污染。2021年SOLAW报告的主要重点是最突出的风险：土地和土壤退化、与农业用水有关的缺水和土地污染。
在粮农组织发布的《粮食和农业的未来》中，耕地展望情境运用一整套技术改进和气候变化因素，对2030年和2050年满足食物平衡所需的作物收获面积进行了测算。根据雨养和灌溉耕地收获面积的预测结果，计算了三种情境下的土地和水资源需求（插文S.2）。
插文S.2 从土地和水资源利用视角出发的粮农组织展望情境
一切照常：气候未来，RCP 6.0 和 SSP 2/3 （“中间路线”）
可耕地面积（临时性或永久性农作物种植面积）年均增幅快于过去十年，土地退化问题仅得到部分解决。随着种植和养殖单产提高，土地利用强度及单位产出用地面积均会有所下降，但这些成绩的取得需要渐进式使用化学品。用水效率提升的同时，毁林和不可持续原材料开发仍未得到遏制；而技术止步不前会造成越来越多的国家面对缺水困境。
实现可持续发展（TSS）：气候未来，RCP 4.5 和 SSP 1 （“绿色路线”）
与“一切照常”情境相比，低产出过程将导致用水强度显著下降，能源强度显著改善。得益于可持续农业集约化，以及提高资源效率的其他措施，土地利用强度及单位产出用地面积比当前水平均将有所下降；有利于保持土壤质量，恢复退化和侵蚀土地。农业土地不再无序扩张，土地退化问题得到缓解。取水量仅占可用水资源的较小比例。
分层社会（SSS）：气候未来，RCP 8.5 和 SSP 4 （“分化路线”）
毁林进一步加剧。新增退化面积需要新的农业土地补偿，以期满足不断增长的农业需求，而此种需求并未得到有效管理。家庭农民的商业农业单位产出用地面积保持稳定或略有增加，而受到极端气候事件影响，作物损失有增无减。很多地区水资源利用不可持续，但在提高用水效率方面却几乎没有任何投入。气候变化加剧了水和土地的压力。
注
不同耕作制度的收获面积和单产差异（灌溉和雨养）
使用收获面积数据计算了基准年份不同作物雨养和灌溉生产系统所占比例，以及两种系统的单产差异。粮农组织与国际应用系统分析研究所的全球农业生态区数据门户包含了地理空间数据集，这些数据与粮农组织统计数据库的国家层面收获面积、单产和作物产量数据口径一致。具体做法是运用反复再平衡方法将2009年至2011年粮农组织统计数据库内的国家层面产量数据分解到像素层级，确保分解数据与国家总量相符。将作物和作物系统分配给每个像素的过程是基于粮农组织的全球土地覆盖比例；该数据库能够提供高分辨率的土地覆盖数据，灌溉土地的地理空间数据（全球灌溉区域地图，可见www.fao.org/nr/water/aquastat/irrigationmap/index.stm），以及其他数据集。
土地面积
利用土地覆盖数据估测了未来不同气候情境下可供使用的适宜土地面积。全球农业生态区数据门户包含了像素级保护区数据，来源于世界保护区数据库的最新版本。后者是一套综合全面的全球海洋和陆地保护区数据集，包含了自然保护区和国家公园等由世界自然保护联盟管理的保护区，获得国际命名地位的保护区（如世界遗产和拉姆萨尔湿地），以及获得国家保护地位的保护区。土地适宜性评估并未对自然退化或人为退化导致的长期土地生产率变化进行分析，可能也高估了潜在的土地供给数量。
资料来源：粮农组织，2018。
将灌溉和雨养收获面积预测转化为可耕地需求后，在“一切照常”情境下，耕作面积需要从2012年的15.67亿公顷增加至2030年的16.9亿公顷和2050年的17.32亿公顷。基于预期单产增加和种植密度，满足食物平衡表要求将需要农田面积到2050年增加1.65亿公顷。“一切照常”情境预测，灌溉收获面积到2050年将增加至9100万公顷（表S.6），年均增速仅为0.14%，显著低于1961年至2009年；在此期间，全球灌溉面积年均增速为1.6%，最贫困国家增速超过2%。灌溉土地面积增加可能主要集中在低收入国家。在“一切照旧”情境中，灌溉面积对总产值的贡献率需从2012年的42%提高至2050年的46%。
料来源：2021年《土地及水资源状况》背景研究。
此种增长对水资源的影响在2021年《土地及水资源状况》中开展了模型分析。分析表明，蒸散量将从2012年的1285立方千米增加自2050年的1540立方千米（不考虑气候变化）和1730立方千米（考虑气候变化）（表S.6）。考虑到土地整理的用水需求和渗漏因素，加之从取水到用水之间的输送损失，全年农业取水总量将达到3500立方千米。
