9 research outputs found
Understanding the Impact of COVID-19 on Agriculture and Food Supply Chains: System Dynamics Modeling for the Resilience of Smallholder Farmers
COVID-19 has caused severe agriculture and food supply chain disruptions; significantly affecting smallholder farmers who supply most of the worldâs food; specifically their changes in vulnerability; resilience; and food loss and waste. Therefore; the objective of this study was to understand the complex causal and feedback relationships for this system by developing a dynamic hypothesis and causal loop diagrams utilizing the System Dynamics methodology. Results provide a roadmap for dialogue and a framework for case-specific model development and help to guide policy decisions for smallholder farmersâ survival during health crises
Bio-Based Production Systems: Why Environmental Assessment Needs to Include Supporting Systems
The transition to a bio-based economy is expected to deliver substantial environmental and economic benefits. However, bio-based production systems still come with significant environmental challenges, and there is a need for assessment methods that are adapted for the specific characteristics of these systems. In this review, we investigated how the environmental aspects of bio-based production systems differ from those of non-renewable systems, what requirements these differences impose when assessing their sustainability, and to what extent mainstream assessment methods fulfil these requirements. One unique characteristic of bio-based production is the need to maintain the regenerative capacity of the system. The necessary conditions for maintaining regenerative capacity are often provided through direct or indirect interactions between the production system and surrounding “supporting” systems. Thus, in the environmental assessment, impact categories affected in both the primary production system and the supporting systems need to be included, and impact models tailored to the specific context of the study should be used. Development in this direction requires efforts to broaden the system boundaries of conventional environmental assessments, to increase the level of spatial and temporal differentiation, and to improve our understanding of how local uniqueness and temporal dynamics affect the performance of the investigated system
On the combined effects of socio-hydrology and climate change on water resources management â a case study
Green wheel : om mÄlkonflikten rörande tunga batteridrivna vÀgtransporter och mikrobiella faror samt hÄllbarhet av bladgrönsaker
LÄg sjÀlvförsörjningsgrad, centralisering av marknaden, samt mycket varierande klimatförhÄllanden i Sverige som hindrar lokalproduktion av vegetabilier, detta Àr tre viktiga anledningar varför det svenska livsmedelssystemet Àr beroende av transporter. För att nÄ mÄlet för ett "hÄllbart livsmedelssystem" mÄste transporter övergÄ till andra Àn fossila energikÀllor. Transporter av varor som Àr beroende av en kylkedja krÀver inte bara energi för sjÀlva transporten, utan ocksÄ för att hÄlla temperaturen pÄ en nivÄ som inte Àventyrar livsmedelssÀkerhet och produktens hÄllbarhet. Maximitemperatur under transport av temperaturkÀnsliga matvaror har varit ett Äterkommande Àmne i mÄnga brancher. I föreliggande rapport stÀllde vi oss frÄgan vilken betydelse temperaturskillnaden mellan 4 och 8 C under transport av bladgrönsaker har för tre mycket generaliserade körscenarion (200, 400 och 900 km) ur ett kvalitets- och livsmedelsÀkerhetsperspektiv, med den psykrofila patogenen Listeria monocytogenes som modell. Studien utgÄr frÄn tvÄ laddningskapaciteter för batterier (150 resp. 350 kW). Vi visar att laddningsinfrastrukturen Àr den mest avgörande faktorn som pÄverkar produkthÄllbarhet och livsmedelssÀkerhet. Risk för nedsatt kvalitet och i synnerhet livsmedelsÀkerhet ökar avsevÀrd med lÄnga körtider vid en temperatur av 8 C i lastutrymmet
Minskad belastning pÄ dricksvattenresursen genom industriell-urban vattensymbios
Vattenbrist Ă€r en akut global, och i mĂ„nga omrĂ„den vĂ€xande, utmaning. PĂ„gĂ„ende klimatförĂ€ndringar och vĂ€xande behov i stora delar av vĂ€rlden förĂ€ndrar bĂ„de tillgĂ„ngen och efterfrĂ„gan pĂ„ rent vatten. Europa stĂ„r inför flera akuta vattenrelaterade utmaningar med betydande sĂ€kerhets- och miljömĂ€ssiga konsekvenser. Perioder av Ă„terkommande vattenbrist Ă€r en av de frĂ€msta utmaningarna som redan har drabbat flertalet europeiska lĂ€nder, sĂ€rskilt utsatt Ă€r omrĂ„det kring medelhavet. Men, Ă€ven i Sverige Ă€r vattenbrist en utmaning som Ă€ventyrar försörjning av bĂ„de dricksvatten och vatten till industri och jordbruk i flera regioner i de södra och sydöstra delarna av landet. I bĂ„de Vimmerby och Visby, Kalmar och Gotlands lĂ€n, ses vattenbrist i dag som den frĂ€msta utmaningen för att sĂ€kra dricksvattenförsörjningen. Risken för vattenbrist förvĂ€ntas öka i framtiden för bĂ„da dessa stĂ€der dĂ„ pĂ„gĂ„ende klimatförĂ€ndringar bidrar till ökade sĂ€songsvariationer i bĂ„de nederbörd och temperatur. Utöver vattenbrist brottas bĂ„da stĂ€derna dessutom med att upprĂ€tthĂ„lla en god vattenkvalitet. Avrinning frĂ„n jordbruket (bekĂ€mpningsmedel, gödselmedel, etc.) och föroreningar frĂ„n urbana hĂ„rdgjorda ytor som letar sig ned i grund- och ytvattenkĂ€llor utgör en stĂ€ndig risk för vattenkvaliteten i den samhĂ€llsviktiga dricksvattenförsörjningen. För att adressera dessa utmaningar och sĂ€kra tillgĂ„ngen till dricksvatten i tillrĂ€cklig mĂ€ngd och av god kvalitet Ă€ven i framtiden behövs ett övergripande tillvĂ€gagĂ„ngssĂ€tt, som omfattar hĂ„llbara metoder för hantering av grundvatten, förbĂ€ttrad övervakning av vattenkvalitet och utveckling av robusta strategier som möjliggör anpassning till att klara av ett förĂ€nderligt klimat. I detta projekt har konceptet industriell-urban vattensymbios utforskats som en möjlig lösning för att bidra till sĂ€krad vattentillgĂ„ng och minskad belastning pĂ„ lokala dricksvattenresurser, med stĂ€derna Visby och Vimmerby som fallstudieobjekt. Vattensymbios Ă€r ett systematiskt samarbete dĂ€r olika aktörer i samhĂ€llet (industri, kommunala verksamheter, jordbruk, m.fl.) agerar tillsammans för att optimera vattenanvĂ€ndningen och minska avfallet genom lösningar som faciliterar utbyte och Ă„teranvĂ€ndning av vatten, biprodukter och resurser pĂ„ ett ömsesidigt fördelaktigt sĂ€tt. Till exempel kan renat industriavloppsvatten Ă„teranvĂ€ndas för jordbruksbevattning eller som kylvatten i nĂ€rliggande industrier, vilket minskar efterfrĂ„gan pĂ„ dricksvatten. Detta tillvĂ€gagĂ„ngssĂ€tt frĂ€mjar ett effektivt resursutnyttjande som minimerar vattenslöseri och minskar systemets totala miljöpĂ„verkan. Projektets övergripande syfte har varit att utreda hur en industriell-urban vattensymbios skulle kunna utformas i Visby och Vimmerby för att minska belastningen pĂ„ lokala vattenresurser genom nyttjandet av mjölkkondensat frĂ„n Arla Foods ABâs som en möjlig vattenkĂ€lla. Utöver detta har projektet syftat till att utveckla och tillĂ€mpa en arbetsprocess för uppbyggnaden av lokala vattensymbiosinitiativ genom strukturerade intressentinvolverande metoder. I ett samarbete mellan lokala VA-bolag, kommunala och privata verksamheter och vattenanvĂ€ndare, och forskare frĂ„n RISE har en nulĂ€gesbedömning av vattentillgĂ„ng, vattenbehov, vattenbalansmodellering och en kartlĂ€ggning av vattenflöden tillgĂ€ngliga för en framtida symbios genomförts. Tekniska möjligheter att effektivisera vattenanvĂ€ndningen genom recirkulering och utbyte av vattenströmmar av varierande kvalitet har undersökts och utvĂ€rderats genom en kombination av teknoekonomisk analys och kvalitativ utvĂ€rdering tillsammans med medverkande vattenproducenter och verksamheter. Ăven hinder för implementering av vattensymbioser har undersökts (juridiska, tekniska och affĂ€rsmĂ€ssiga) och förslag pĂ„ Ă„tgĂ€rder för att överbrygga dessa har tagits fram. Resultaten frĂ„n projektet pekar pĂ„ tydliga likheter och skillnader mellan de tvĂ„ fallstudieomrĂ„dena. Bland verksamheter i bĂ„de Visby och Vimmerby anses intern effektivisering och Ă„teranvĂ€ndning av vatten vara en mer genomförbar lösning Ă€n vattensymbios i samverkan med andra verksamheter. Samtidigt ansĂ„gs symbioslösningar ha en större besparingspotential och kunna bidra med riskminimerande diversifiering bort frĂ„n enbart en vattenkĂ€lla. För att symbioslösningar skall vara gĂ„ngbara krĂ€vs dock att dessa sker inom ett relativt avgrĂ€nsat geografiskt omrĂ„de för att minimera kostnader kopplade till transport av vatten mellan aktörer. För att utveckla symbiossamarbeten som fungera lĂ„ngsiktigt Ă€r tillit en avgörande aspekt. Ăven omfattande tillit mellan verksamheter lyftes som en avgörande faktor för ett fĂ„ till symbioslösningar. Den tekno-ekonomiska bedömningen i projektet genomfördes utifrĂ„n perspektivet av ett generellt företag med kommunal dricksvattenförsörjning. För ett sĂ„dant företag kommer den ekonomiska bĂ€rkraften för vattenbesparande Ă„tgĂ€rder att bero pĂ„ den relativa kostnaden för vattenrening lokalt jĂ€mfört med kostnaden för att köpa dricksvatten frĂ„n kommunen. Effekterna av detta framgĂ„r tydligt nĂ€r man jĂ€mför fallen Visby och Vimmerby. I Visby visar resultaten att bĂ„de intern Ă„teranvĂ€ndning och industriell symbios kan vara ekonomiskt lönsamma lösningar utifrĂ„n industrins perspektiv. Rening och recirkulering med hjĂ€lp av RO membran och efterföljande polering bedömdes som mest lönsamt (med en Ă„terbetalningstid pĂ„ cirka 3,5 Ă„r) av de fem möjliga Ă„tgĂ€rder som studerades. Lösningen uppskattades kunna spara motsvarande vattenbehovet hos 500 typhushĂ„ll. I Vimmerby verkar ingen av Ă„tgĂ€rderna medföra ekonomisk lönsamhet, dĂ„ kostnaderna för samtliga fall Ă€r högre Ă€n dagens kostnader för kommunaltdricksvatten. Anledningen till skillnaden i lönsamhet mellan Visby och Vimmerby förklaras huvudsakligen av skillnaden i prissĂ€ttningsmodell som anvĂ€nds i av respektive VA-bolag i de tvĂ„ kommunerna. Utöver prissĂ€ttningsmodellens roll som möjliggörare eller hinder för vattensymbios sĂ„ identifierades utveckling av ett system för klassificering av vattenflöden enligt olika kvalitetsklasser, ökad kunskap om olika vattenklassers hĂ„llbarhet, och utveckling av lagar & regler för recirkulering och anvĂ€ndning av vatten som viktiga omrĂ„den för att facilitera effektivare vattenanvĂ€ndning genom symbios. Detta projekt Ă€r ett av de första i Sverige med uttalat fokus pĂ„ industriell-urban vattensymbios. LĂ€rdomar frĂ„n projektet kommer vara vĂ€rdefulla för att vidare utreda möjligheten för symbioslösningar i Visby och Vimmerby, men Ă€ven i andra kommuner runt om i Sverige. Flera frĂ„gestĂ€llningar kvarstĂ„r att undersöka. Till exempel har detta projekt inte studerat hur variationer i vattentillgĂ„ng och vattenbehov över sĂ€songen, eller dygnet, pĂ„verkar de studerade symbioslösningarna. Dessutom behövs mer detaljerade analyser av de hydrologiska förutsĂ€ttningarna i respektive fall för att sĂ€ga nĂ„got om hur de studerade lösningarna kan pĂ„verka den lokala vattenbalansen under olika framtidsscenarier. Vidare bör den teknoekonomiska bedömningen som genomförts förstĂ€rkas genom att inkludera mer exakta kostnadsuppgifter (till exempel leverantörspriser pĂ„ utrustning), inverkan av marknadsfluktuationer, och andra osĂ€kerheter
Resilience for Smallholder Farmers during Pandemic: Model Conceptualization for Agriculture and Food Supply Chain Dynamics
Resilience for Smallholder Farmers during Pandemic: Model Conceptualization for Agriculture and Food Supply Chain Dynamics
The COVID-19 pandemic has led to severe disruptions in the supply and demand channels of agriculture and food chains. To begin to address challenges arising from this pandemic, the âAgriculture and Food Supply Chain Resilience in the Face of a Health Crisisâ project emerged as an initiative of the Agriculture Food Special Interest Group of the System Dynamics Society, and was conducted as a (virtual) group model building study with eight system dynamics researchers, practitioners, and students from six different countries. As a result of the project, a stock-flow diagram with nine modules (Food Supply Chain, Food Market, Farm Finance, Agricultural Inputs, Labor, Shelf Life, Cooperation, Information, and Community Health) was built to discuss the effects of the pandemic from the viewpoint of smallholder farmer communities. We depicted the causal relationships and feedback loops related to food supply chain resilience, mainly focusing on the barriers in input access and market access. This study has been prepared to facilitate dialogue among related stakeholders and provide critical causal loops for researchers and practitioners interested in providing formal simulation modeling solutions to mitigate the effects of these disruptions and enhancing agriculture and food supply chain resilience