氣候變化究竟會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)增產(chǎn)還是減產(chǎn),?這是爭(zhēng)論不休的一個(gè)問(wèn)題。而現(xiàn)在又有科學(xué)家“預(yù)警”:高濃度二氧化碳可能損害農(nóng)作物質(zhì)量——“沖淡”其中蛋白質(zhì)的含量,,降低營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,造成“隱蔽的饑餓”,。
春耕在即,,農(nóng)民們一邊整理農(nóng)具,一邊祈禱風(fēng)調(diào)雨順,。最近幾年,,越來(lái)越難琢磨的老天讓他們愁在心頭。
和農(nóng)民一樣心中忐忑的,,是氣候與農(nóng)業(yè)專家們,。跟眼前的收成相比,他們更關(guān)心10年,、20年,,甚至50年后的糧食安全。“一方面,,大氣二氧化碳濃度持續(xù)升高會(huì)促進(jìn)植物光合作用,,農(nóng)作物產(chǎn)量或?qū)⑻岣撸坏硪环矫?,海平面上升、極端氣候事件頻發(fā)以及病蟲害高發(fā)等負(fù)面效應(yīng),,很可能將正面因素統(tǒng)統(tǒng)抵消掉,。”農(nóng)業(yè)部“氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及應(yīng)對(duì)技術(shù)研究”項(xiàng)目首席科學(xué)家、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授潘根興說(shuō),,預(yù)測(cè)地球人的吃飯問(wèn)題如同氣候變化本身,,充滿著不確定性。
種植帶北移,,糧食未必增產(chǎn)
氣候變化對(duì)于農(nóng)業(yè)的影響可謂喜憂參半,。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的科研人員在最近出版的《中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)》上發(fā)表論文指出:受氣候變暖影響,1981年以來(lái),,我國(guó)多季種植帶的北界明顯北移,,大片位于交界帶上的農(nóng)田由一年一熟變?yōu)橐荒陜墒欤鹊膬墒熘频貐^(qū)“半只腳”跨入三熟制,,糧食增產(chǎn)似無(wú)懸念,。
在剔除種種干擾因素的前提下,論文作者對(duì)“增產(chǎn)”作出了定量評(píng)估:各省種植制度由一年一熟變?yōu)橐荒甓?,糧食單產(chǎn)平均可增加54%-106%,;由一年二熟變成一年三熟,,糧食單產(chǎn)平均可增加27%-58%。
然而,,當(dāng)降雨,、病蟲害等更多“變量”納入評(píng)估,大多數(shù)農(nóng)業(yè)專家并不認(rèn)同“增產(chǎn)”說(shuō),。潘根興指出,,近50年來(lái),我國(guó)冬小麥,、春玉米和水稻種植區(qū)明顯北移,、西移,水稻種植已擴(kuò)大至最北部的三江平原,,耕種面積大大擴(kuò)張,,但極端氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)的破壞更為明顯。
比如,,持續(xù)性少雨不僅在干旱,、半干旱地區(qū)十分明顯,在濕潤(rùn)地區(qū)同樣可能誘發(fā)大范圍干旱,;由于氣候偏暖,,近10年來(lái)我國(guó)水稻螟蟲災(zāi)害呈早發(fā)、高發(fā)之勢(shì),,稻飛虱和南方果樹黃萎病也明顯擴(kuò)張,;而在海平面上升作用下,沿海平原地區(qū)土壤澇滯,、鹽堿化加劇,,導(dǎo)致耕地地力“打折”。
2050年,,小麥會(huì)生長(zhǎng)得怎樣
在氣候變化加劇的背景下,,看“天”行事的18億畝耕地?zé)o疑最為敏感和脆弱。日前,,中國(guó)氣象局局長(zhǎng)鄭國(guó)光在《求是》雜志上撰文指出,,如不采取積極應(yīng)對(duì)措施,氣候變化和極端氣象災(zāi)害導(dǎo)致我國(guó)糧食生產(chǎn)的自然波動(dòng)幅度,,將從過(guò)去的10%增加到20%,,極端不利年景甚至?xí)_(dá)到30%以上。
不過(guò),,這僅僅是科學(xué)家在模型模擬基礎(chǔ)上給出的預(yù)估,。與受風(fēng)雨雷電共同作用的原生態(tài)大田相比,計(jì)算機(jī)里生成的“數(shù)字大田”多少有些理想化。為盡可能地縮小誤差,,全球科學(xué)家正在各地開展一項(xiàng)名為“自由大氣二氧化碳富集系統(tǒng)(FACE)”的田間試驗(yàn),。
北京郊區(qū)昌平的一片麥地里,中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員林而達(dá)開辟了一塊FACE試驗(yàn)田,。一根白色導(dǎo)管從7米多高的液態(tài)二氧化碳罐中導(dǎo)出,,一直通向麥田,為小麥生長(zhǎng)營(yíng)造出2050年的大氣環(huán)境,。林而達(dá)強(qiáng)調(diào),,“這里既不是溫室,也不是大棚,,它沒有任何隔離設(shè)施,,二氧化碳可以自由流動(dòng),小麥完全在自然狀態(tài)下生長(zhǎng),。”在此,,通過(guò)幾年的觀察記錄,科學(xué)家可以相對(duì)真實(shí)地預(yù)見2050年的小麥會(huì)生長(zhǎng)得怎樣,。
通常,,二氧化碳被視作有助于農(nóng)作物增產(chǎn)的“氣肥”。據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第四次評(píng)估報(bào)告預(yù)測(cè),,2050年,,大氣中二氧化碳濃度將從現(xiàn)在的380ppm(百萬(wàn)分比濃度)升至550ppm。屆時(shí),,二氧化碳的“肥效”將會(huì)抵消因溫度升高,、降雨減少帶來(lái)的不利影響,甚至可能使水稻,、小麥,、玉米等糧食作物出現(xiàn)10%—20%的增產(chǎn)。但國(guó)際上最新的FACE試驗(yàn)卻顯示,,IPCC可能將二氧化碳的“肥效”高估了50%。
警惕被產(chǎn)量掩蓋的“隱蔽饑餓”
當(dāng)不少科學(xué)家為“氣候變化究竟導(dǎo)致增產(chǎn)還是減產(chǎn)”爭(zhēng)論不休時(shí),,一些想得更深的科學(xué)家,,正為糧食作物可能的營(yíng)養(yǎng)流失憂慮。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局的植物生理學(xué)家劉易斯·齊斯卡最近在《科學(xué)與發(fā)展網(wǎng)絡(luò)》上撰文稱,,在氣候變化挑戰(zhàn)面前,,與確保食品供應(yīng)數(shù)量同等重要的,是如何保持主要糧食作物的質(zhì)量,。因?yàn)殛懤m(xù)有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),,高濃度二氧化碳可能會(huì)“沖淡”農(nóng)作物中蛋白質(zhì)的含量。
要解釋營(yíng)養(yǎng)被“沖淡”的過(guò)程,頗為復(fù)雜,。簡(jiǎn)單地說(shuō),,因?yàn)槎喑鰜?lái)的二氧化碳常常轉(zhuǎn)化成淀粉等碳水化合物,可能會(huì)造成同等重量的一粒稻谷或一株麥穗中,,其他成分的相對(duì)含量下降,。如果“沖淡”理論被進(jìn)一步證實(shí),幾十年后的地球人就可能面臨“吃得多卻不管飽”的尷尬,。
齊斯卡表示,,目前這種“隱蔽的饑餓”尚未被科學(xué)界及決策者所認(rèn)識(shí),人們迫切需要弄清二氧化碳在植物營(yíng)養(yǎng)次級(jí)成分的生產(chǎn)中所扮演的角色,。(生物谷 Bioon.com)