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科学家预警:高浓度CO2破坏粮食蛋白质含量

来源:腾讯新闻  类别:行业资讯  更新时间:2010-02-24 11:55:06  阅读

科学家预警:高浓度CO2破坏粮食蛋白质含量

高浓度二氧化碳可能损害农作物质量——“冲淡”其中蛋白质的含量

【核心提示】气候变化究竟会导致农业增产还是减产?这是争论不休的一个问题。而现在又有科学家“预警”:高浓度二氧化碳可能损害农作物质量——“冲淡”其中蛋白质的含量,降低营养价值,造成“隐蔽的饥饿”。

  春耕在即,农民们一边整理农具,一边祈祷风调雨顺。最近几年,越来越难琢磨的老天让他们愁在心头。

  和农民一样心中忐忑的,是气候与农业专家们。跟眼前的收成相比,他们更关心10年、20年,甚至50年后的粮食安全。“一方面,大气二氧化碳浓度持续升高会促进植物光合作用,农作物产量或将提高;但另一方面,海平面上升、极端气候事件频发以及病虫害高发等负面效应,很可能将正面因素统统抵消掉。”农业部“气候变化对农业生产的影响及应对技术研究”项目首席科学家、南京农业大学教授潘根兴说,预测地球人的吃饭问题如同气候变化本身,充满着不确定性。

  种植带北移,粮食未必增产

  气候变化对于农业的影响可谓喜忧参半。中国农业大学的科研人员在最近出版的《中国农业科学》上发表论文指出:受气候变暖影响,1981年以来,我国多季种植带的北界明显北移,大片位于交界带上的农田由一年一熟变为一年两熟,原先的两熟制地区“半只脚”跨入三熟制,粮食增产似无悬念。

  在剔除种种干扰因素的前提下,论文作者对“增产”作出了定量评估:各省种植制度由一年一熟变为一年二熟,粮食单产平均可增加54%-106%;由一年二熟变成一年三熟,粮食单产平均可增加27%-58%。

  然而,当降雨、病虫害等更多“变量”纳入评估,大多数农业专家并不认同“增产”说。潘根兴指出,近50年来,我国冬小麦、春玉米和水稻种植区明显北移、西移,水稻种植已扩大至最北部的三江平原,耕种面积大大扩张,但极端气象灾害对农业的破坏更为明显。

  比如,持续性少雨不仅在干旱、半干旱地区十分明显,在湿润地区同样可能诱发大范围干旱;由于气候偏暖,近10年来我国水稻螟虫灾害呈早发、高发之势,稻飞虱和南方果树黄萎病也明显扩张;而在海平面上升作用下,沿海平原地区土壤涝滞、盐碱化加剧,导致耕地地力“打折”。

  2050年,小麦会生长得怎样

  在气候变化加剧的背景下,看“天”行事的18亿亩耕地无疑最为敏感和脆弱。日前,中国气象局局长郑国光在《求是》杂志上撰文指出,如不采取积极应对措施,气候变化和极端气象灾害导致我国粮食生产的自然波动幅度,将从过去的10%增加到20%,极端不利年景甚至会达到30%以上。

  不过,这仅仅是科学家在模型模拟基础上给出的预估。与受风雨雷电共同作用的原生态大田相比,计算机里生成的“数字大田”多少有些理想化。为尽可能地缩小误差,全球科学家正在各地开展一项名为“自由大气二氧化碳富集系统(FACE)”的田间试验。

  北京郊区昌平的一片麦地里,中国农科院农业环境与可持续发展研究所研究员林而达开辟了一块FACE试验田。一根白色导管从7米多高的液态二氧化碳罐中导出,一直通向麦田,为小麦生长营造出2050年的大气环境。林而达强调,“这里既不是温室,也不是大棚,它没有任何隔离设施,二氧化碳可以自由流动,小麦完全在自然状态下生长。”在此,通过几年的观察记录,科学家可以相对真实地预见2050年的小麦会生长得怎样。

  通常,二氧化碳被视作有助于农作物增产的“气肥”。据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告预测,2050年,大气中二氧化碳浓度将从现在的380ppm(百万分比浓度)升至550ppm。届时,二氧化碳的“肥效”将会抵消因温度升高、降雨减少带来的不利影响,甚至可能使水稻、小麦、玉米等粮食作物出现10%—20%的增产。但国际上最新的FACE试验却显示,IPCC可能将二氧化碳的“肥效”高估了50%。

  警惕被产量掩盖的“隐蔽饥饿”

  当不少科学家为“气候变化究竟导致增产还是减产”争论不休时,一些想得更深的科学家,正为粮食作物可能的营养流失忧虑。

  美国农业部农业研究局的植物生理学家刘易斯·齐斯卡最近在《科学与发展网络》上撰文称,在气候变化挑战面前,与确保食品供应数量同等重要的,是如何保持主要粮食作物的质量。因为陆续有实验发现,高浓度二氧化碳可能会“冲淡”农作物中蛋白质的含量。

  要解释营养被“冲淡”的过程,颇为复杂。简单地说,因为多出来的二氧化碳常常转化成淀粉等碳水化合物,可能会造成同等重量的一粒稻谷或一株麦穗中,其他成分的相对含量下降。如果“冲淡”理论被进一步证实,几十年后的地球人就可能面临“吃得多却不管饱”的尴尬。

  齐斯卡表示,目前这种“隐蔽的饥饿”尚未被科学界及决策者所认识,人们迫切需要弄清二氧化碳在植物营养次级成分的生产中所扮演的角色。

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