Pertanian
Di lingkungan subtropis dan gersang, preiode penanaman terbatas pada keberadaan musim hujan sehingga tidak dimungkinkan menanam banyak tanaman semusim bergiliran dalam setahun, atau dibutuhkan irigasi. Di semua jenis lingkungan ini, tanaman menahun seperti kopi dan kakao dan praktik wanatani dapat tumbuh. Di lingkungan beriklim sedang dimana padang rumput dan sabana
banyak tumbuh, praktik budidaya tanaman semusim dan penggembalaan hewan dominan.Sistem produksi hewan ternak dapat didefinisikan berdasarkan sumber pakan yang digunakan, yang terdiri dari peternakan berbasis penggembalaan, sistem kandang penuh, dan campuran. Pada tahun 2010, 30 persen lahan di dunia digunakan untuk memproduksi hewan ternak dengan mempekerjakan lebih 1.3 miliar orang. Antara
tahun 1960an sampai 2000an terjadi peningkatan produksi hewan ternak secara signifikan, dihitung dari jumlah maupun massa karkas, terutama pada produksi daging sapi, daging babi, dan daging ayam. Produksi daging ayam pada periode tersebut meningkat hingga 10 kali lipat. Hasil hewan non-daging seperti susu sapi dan telur ayam juga menunjukan peningkatan yang signifikan. Populasi sapi, domba, dan kambing diperkirakan akan terus meningkat hingga tahun 2050.
Budi daya perikanan adalah produksi ikan dan hewan air lainnya di dalam lingkungan yang terkendali untuk konsumsi manusia. Sektor ini juga termasuk yang mengalami peningkatan hasil rata-rata 9 persen per tahun antara tahun 1975 hingga tahun 2007.
Selama abad ke-20, produsen hewan ternak dan ikan menggunakan pembiakan selektif untuk menciptakan ras hewan dan hibrida yang mampu meningkatkan hasil produksi, tanpa memperdulikan keinginan untuk mempertahankan keanekaragaman genetika. Kecenderungan ini memicu penurunan signifikan dalam keanekaragaman genetika dan sumber daya pada ras hewan ternak, yang menyebabkan berkurangnya
resistansi hewan ternak terhadap penyakit. Adaptasi lokal yang sebelumnya banyak terdapat pada hewan ternak ras setempat juga mulai menghilang.
Produksi hewan ternak berbasis penggembalaan amat bergantung pada bentang alam seperti padang rumput dan sabana untuk memberi makan hewan ruminansia. Kotoran hewan menjadi input nutrisi utama bagi vegetasi tersebut, namun input lain di luar kotoran hewan dapat diberikan tergantung kebutuhan. Sistem ini penting di daerah dimana produksi tanaman pertanian tidak memungkinkan karena kondisi iklim dan
tanah. Sistem campuran menggunakan lahan penggembalaan sekaligus pakan buatan yang merupakan hasil pertanian yang diolah menjadi pakan ternak. Sistem kandang memelihara hewan ternak di dalam kandang secara penuh dengan input pakan yang harus diberikan setiap hari. Pengolahan kotoran ternak dapat menjadi masalah pencemaran udara karena dapat menumpuk dan melepaskan gas metan dalam jumlah besar.
Negara industri menggunakan sistem kandang penuh untuk mensuplai sebagian besar daging dan produk peternakan di dalam negerinya. Diperkirakan 75% dari seluruh peningkatan produksi hewan ternak dari tahun 2003 hingga 2030 akan bergantung pada sistem produksi peternakan pabrik. Sebagian besar pertumbuhan ini akan terjadi di negara yang saat ini merupakan negara berkembang di Asia, dan sebagian kecil di
Afrika. Beberapa praktik digunakan dalam produksi hewan ternak komersial seperti penggunaan hormon pertumbuhan menjadi kontroversi di berbagai tempat di dunia.
Pertanian mampu menyebabkan masalah melalui pestisida, arus nutrisi, penggunaan air berlebih, hilangnya lingkungan alam, dan masalah lainnya. Sebuah penilaian yang dilakukan pada tahun 2000 di Inggris menyebutkan total biaya eksternal untuk mengatasi permasalahan lingkungan terkait pertanian adalah 2343 juta Poundsterling, atau 208 Poundsterling per hektare. Sedangkan di Amerika
Serikat, biaya eksternal untuk produksi tanaman pertaniannya mencapai 5 hingga 16 miliar US Dollar atau 30-96 US Dollar per hektare, dan biaya eksternal produksi peternakan mencapai 714 juta US Dollar. Kedua studi fokus pada dampak fiskal, yang menghasilkan kesimpulan bahwa begitu banyak hal yang harus dilakukan untuk memasukkan biaya eksternal ke dalam usaha pertanian. Keduanya tidak
memasukkan subsidi di dalam analisisnya, namun memberikan catatan bahwa subsidi pertanian juga membawa dampak bagi masyarakat. Pada tahun 2010, International Resource Panel dari UNEP mempublikasikan laporan penilaian dampak lingkungan dari konsumsi dan produksi. Studi tersebut menemukan bahwa pertanian dan konsumsi bahan pangan adalah dua hal yang memberikan tekanan pada lingkungan, terutama degradasi habitat, perubahan iklim, penggunaan air, dan emisi zat beracun.
PBB melaporkan bahwa "hewan ternak merupakan salah satu penyumbang utama masalah lingkungan". 70% lahan pertanian dunia digunakan untuk produksi hewan ternak, secara langsung maupun tidak langsung, sebagai lahan penggembalaan maupun lahan untuk memproduksi pakan ternak. Jumlah ini setara dengan 30% total lahan di dunia. Hewan ternak juga merupakan salah satu penyumbang gas rumah kaca berupa gas
metana dan nitro oksida yang, meski jumlahnya sedikit, namun dampaknya setara dengan emisi total CO. Hal ini dikarenakan gas metana dan nitro oksida merupakan gas rumah kaca yang lebih kuat dibandingkan CO. Peternakan juga didakwa sebagai salah satu faktor penyebab terjadinya deforestasi. 70% basin Amazon yang sebelumnya merupakan hutan kini menjadi lahan penggembalaan hewan,
dan sisanya menjadi lahan produksi pakan. Selain deforestasi dan degradasi lahan, budi daya hewan ternak yang sebagian besar berkonsep ras tunggal juga menjadi pemicu hilangnya keanekaragaman hayati.
Transformasi lahan menuju penggunaannya untuk menghasilkan barang dan jasa adalah cara yang paling substansial bagi manusia dalam mengubah ekosistem bumi, dan dikategrikan sebagai penggerak utama hilangnya keanekaragaman hayati. Diperkirakan jumlah lahan yang diubah oleh manusia antara 39%-50%. Degradasi lahan, penurunan fungsi dan produktivitas ekosistem jangka panjang, diperkirakan
terjadi pada 24% lahan di dunia. Laporan FAO menyatakan bahwa manajemen lahan sebagai penggerak utama degradasi dan 1.5 miliar orang bergantung pada lahan yang terdegradasi. Deforestasi, desertifikasi, erosi tanah, kehilangan kadar mineral, dan salinisasi adalah contoh bentuk degradasi tanah.
Eutrofikasi adalah peningkatan populasi alga dan tumbuhan air di ekosistem perairan akibat aliran nutrisi dari lahan pertanian. Hal ini mampu menyebabkan hilangnya kadar oksigen di air ketika jumlah alga dan tumbuhan air yang mati dan membusuk di perairan bertambah dan dekomposisi terjadi. Hal ini mampu menyebabkan kebinasaan ikan, hilangnya keanekaragaman hayati, dan
menjadikan air tidak bisa digunakan sebagai air minum dan kebutuhan masyarakat dan industri. Penggunaan pupuk berlebihan di lahan pertanian yang diikuti dengan aliran air permukaan mampu menyebabkan nutrisi di lahan pertanian terkikis dan mengalir terbawa menuju ke perairan terdekat. Nutrisi inilah yang menyebabkan eutrofikasi.
Pertanian memanfaatkan 70% air tawar yang diambil dari berbagai sumber di seluruh dunia. Pertanian memanfaatkan sebagian besar air di akuifer, bahkan mengambilnya dari lapisan air tanah dalam laju yang tidak dapat dikembalikan ("unsustainable"). Telah diketahui bahwa berbagai akuifer di berbagai tempat padat penduduk di seluruh dunia, seperti China bagian utara, sekitar Sungai Ganga,
dan wilayah barat Amerika Serikat, telah berkurang jauh, dan penelitian mengenai ini sedang dilakukan di akuifer di Iran, Meksiko, dan Arab Saudi. Tekanan terhadap konservasi air terus terjadi dari sektor industri dan kawasan urban yang terus mengambil air secara tidak lestari, sehingga kompetisi penggunaan air bagi pertanian meningkat dan tantangan dalam memproduksi bahan pangan juga demikian, terutama di kawasan