Во-первых, количество производимых продуктов ограничивается «кормовой площадью» – площадью сельскохозяйственных угодий, морских и пресноводных «пастбищ» (естественных и искусственных). Самая важная для обеспечения продовольствия территория – пахотные земли – к сожалению, не растет, так площади, пригодные для развития земледелия, уже исчерпаны. С учетом роста народонаселения обеспеченность пашней идет на убыль: площадь пашни на одного едока за вторую половину ХХ века уменьшилась вдвое (с 0,23 до 0,12 га).
Во-вторых, по «иронии природы» влагообеспеченность и теплообеспеченность нашей планеты связаны обратной зависимостью: там, где много воды, холодно, а там, где тепло, воды не хватает. В итоге значительная часть продовольствия производится на поливных землях, что нарушает естественный круговорот воды и ведет к истощению ее надземных и подземных запасов. Практически исчезла великая река Хуанхэ, воды которой разобраны на полив; в верхних и нижних частях бассейна Нила обострились противоречия за использование воды между Эфиопией и Египтом; нарастают противоречия за воду между Израилем, Иорданией и Палестиной; острая ситуация складывается в Центральной Азии, где не могут поделить воду Таджикистан и Узбекистан; намечаются противоречия за воду Иртыша между Казахстаном и Россией…
Еще хуже складывается ситуация с ресурсами подземных вод. На десятки метров снизился уровень залегания грунтовых вод на Центральной равнине Северной Америки в водоносном горизонте Огаллала (штаты Техас, Оклахома, Аризона, Колорадо, Канзас и Небраска) и в равнинных земледельческих районах Китая и Индии. В этих азиатских странах под влиянием забора воды на полив уровень грунтовых вод ежегодно снижается на 1-3 м. В районе Пекина уровень грунтовых вод за 50 лет упал на 50 м, и местным крестьянам уже запрещено использовать воду для полива. Вода становится важнейшим фактором в обеспечении продовольственной безопасности.
В-третьих, производство продовольствия лимитируется невысокой способностью растений (в том числе и планктонных водорослей) усваивать солнечную энергию. Для фотосинтеза используется 0,5-1 (реже 2) процента от солнечной энергии, поступающей на поверхность планеты. Это ограничивает продукционный потенциал культурных растений и продуктивность «морских пастбищ».
В-четвертых, количество продовольствия ограничивается долей полезных фракций урожая в фитомассе культурных растений (зерна злаков, корнеплодов, клубней, семян подсолнечника и т. д.). Попытки увеличить долю полезных фракций в фитомассе культурных растений ведет к резкому увеличению расхода энергии на их возделывание (повышению доз минеральных удобрений и пестицидов, норм полива).
