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发现果蔬等营养成分下降的问题的确存在,虽然

2020-01-06 00:20

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全球变暖对主要农作物产量影响的讨论由来已久。一些科学家认为,全球变暖及其造成的极端天气和水资源短缺会使农作物减产;另一方面,有研究表明全球变暖的罪魁祸首二氧化碳浓度上升有助于增加农作物产量。

导 读

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人体需要13种维生素和16种微量元素。大部分维生素和矿物质元素在人体内并不能自我合成,只能来自食物,而80%的食物源于土壤。对于人类来说,除了部分水产品外,这些营养元素主要“仰仗”于土壤了。

元素在地球表面的不均匀分布会造成隐性饥饿,甚至疾病。如黑龙江克山县土壤中硒含量极少。在上个世纪90年代人们虽然吃饱了,但摄取的硒仅为6~8微克/天,于是发生了“克山病”。

与前者相比,集约化现代农业的耕作带来农产品维生素和矿物质元素的容易造成更为广泛的隐性饥饿,

发表在新一期英国《自然·气候变化》杂志上的一项研究试图厘清上述问题。该研究认为,尽管整体性变暖会使部分农作物减产,但在全球某些地区,大气中二氧化碳浓度升高会减轻这一影响,此外可能有更复杂的因素同时发挥作用。

全世界约有20亿到30亿人主要从谷物中获取锌和铁这两种营养元素,特别在发展中国家更是如此。人类正在我们所知的唯一适于居住的星球进行着全球范围内的快速改变环境条件的实验。随着这项实验的进行,毋庸置疑将会有很多意想不到的事件发生,二氧化碳浓度升高危及人类营养无疑就是这样一件事情。

我国粮食总产量实现了“十一连增”,人们吃饱饭基本上不是问题了,但吃饱并不等于吃好。人们通过食物摄取的微量元素和维生素不足,叫作“隐性饥饿”。

大气中二氧化碳浓度已从工业革命前的280ppm(1ppm为百万分之一)达到如今的约400ppm。自上世纪80年代以来,大量相关实验表明,大气二氧化碳浓度升高可以增强农作物光合作用,从而增加其单位产量。然而,此前这类实验都是在实验室环境下开展的,未考虑其他自然环境因素,比如升温带来的病虫害等,因此二氧化碳浓度升高有助于增产的结论也备受质疑。

二氧化碳是植物进行光合作用的重要物质基础。自从工业革命以来,大气中的二氧化碳含量一直在增加。

最新的《中国居民营养与健康现状》调查报告显示,我国人群中营养失衡、营养不良、微量营养素缺乏状况相当普遍。我们国家总人口约45%缺乏维生素A,49%存在锌摄入量不足,缺铁性贫血症在五岁以下儿童中的比例高达22%,成人缺铁性贫血症也占到了11%等。

在新研究中,一个国际研究小组利用从另一项大范围现场实验中获得的农作物模型和数据,重点分析了升温、二氧化碳浓度升高及降雨量等环境因素对玉米、大豆、小麦和大米4种农作物用水和产量的合并影响。

在20世纪80年代中期,许多生态学家就认识到,空气中二氧化碳含量的升高可能会对植物产生重大影响。

1、果蔬的营养成分的确下降了

结果显示,虽然全球升温和水资源短缺使农作物减产,但考虑到二氧化碳浓度增加会减少农作物对水分的需求,到2080年,上述4种农作物用水效率都将提高。研究预测,如果将所有因素考虑在内,到2080年,在依靠降雨灌溉区域(主要包括北美、欧洲等),小麦平均产量将提高10%;在人工灌溉区域(主要包括中国、印度等),小麦将平均减产4%。而玉米几乎在所有种植区域的产量都将下降,平均下降约8%。研究没有对大豆和大米的产量变化作出结论。

植物生理学家的研究发现,随着大气中二氧化碳浓度的增加,植物叶片在进行光合作用时会更容易从大气中摄取更多的碳,同时水分损耗更少,这被称为“二氧化碳施肥效应”。

英国、美国、德国和日本等国家通过分析数十年的食品营养成分,发现果蔬等营养成分下降的问题的确存在。

论文主要作者、美国哥伦比亚大学气候系统研究中心环境科学家德尔芬·德里格表示,这是第一次使用来自真正农田的数据进行相关研究,因此他们的结论比之前的研究更加可信。她特别强调,这项结论并不意味着二氧化碳是“人类的朋友”,只是提醒相关研究人员,在讨论气候变化长期影响时应将二氧化碳浓度对农作物的直接影响计算在内。

我们知道,植物必须通过气孔吸收二氧化碳,而同时会散失许多水分,二者一直是一对无法调和的矛盾。

比如1950~2000年的日本食品营养分析表明,每100克菠菜的维生素A从8000IU单位降低到700IU单位,微生素C从150毫克降低到35毫克,铁从13毫克降低到2毫克;胡萝卜的维生素A从13500IU单位降低到1500IU单位,维生素C从10毫克下降到4毫克,铁从2毫克降低到0.2毫克。

德里格还说,虽然二氧化碳会增加某些农作物产量,但另一方面会降低其营养价值,减少农作物中锌、铁和蛋白质等营养物质含量。

现在大气中二氧化碳浓度增加,植物只需要稍微“张开嘴”就能享受更多的二氧化碳“美食”,还避免了水分的散失。

美国学者唐纳德·戴维斯分析了美国农业部1950~1999年记录的43种园艺作物的13种营养成分、产量,发现这些果蔬的蛋白质、钙、磷、铁量、核黄素和维生素C含量在过去的半个世纪“的确下滑”了:红萝卜的铁含量下降24%,茄子的维生素C含量下降44%,西蓝花的钙含量减少了37%,以及冬瓜的核黄素含量已经大幅下降52%。

针对这项研究,前美国农业部研究员布鲁斯·金博尔认为,要评价气候变化对农业的整体影响,还需要“来自更多地区、更多农作物的更多数据”。他认为,二氧化碳浓度超过某个临界值后将不再有益于农作物生长,而温度持续升高对农作物的破坏会越来越严重,因此“在大范围变暖和高浓度的二氧化碳,结果将比论文所说的更悲观”。

2013年,澳大利亚联邦科学与工业研究组织的科学家以北美、澳大利亚内陆、中东以及非洲等地的干旱区域为研究对象,通过卫星观测数据并建立数学模型证实了这种“二氧化碳施肥效应”的存在。

乐白家,戴维斯说:“今天的杂货店里蔬菜的矿物质与50年前相比平均下滑5%~40%。”据联合国估计,全球隐性饥饿的人群高达20~30亿人。

根据他们的研究,在除去气温、降雨量、光照和土地情况等可能的影响因素之后,在1982年至2010年近30年间,上述干旱区域有11%的绿色植物覆盖率增长与这一效应有关。

2、隐性饥饿是如何产生的

甚至有人预测,如果二氧化碳含量增加一倍,我们的农业收成就会提高近40%。

人体需要13种维生素和16种微量元素。大部分维生素和矿物质元素在人体内并不能自我合成,只能来自食物,而80%的食物源于土壤。对于人类来说,除了部分水产品外,这些营养元素主要“仰仗”于土壤了。

与此同时,有科学家对大气二氧化碳上升后作物的营养价值也做了许多研究。比如,2002年美国普林斯顿大学生物学家Irakli Loladze就撰文指出,长期以来我们可能忽略了二氧化碳含量升高可能引起的一个破坏性更大的后果——造成人类普遍的营养不良。

元素在地球表面的不均匀分布会造成隐性饥饿,甚至疾病。如黑龙江克山县土壤中硒含量极少。在上个世纪90年代人们虽然吃饱了,但摄取的硒仅为6~8微克/天,于是发生了“克山病”。

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