氣候變化究竟會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)增產(chǎn)還是減產(chǎn),?這是爭論不休的一個問題,。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,,降低營養(yǎng)價值,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)升高會促進(jìn)植物光合作用,,農(nóng)作物產(chǎn)量或?qū)⑻岣?;但另一方面,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“氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及應(yīng)對技術(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,,預(yù)測地球人的吃飯問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)
氣候變化對于農(nóng)業(yè)的影響可謂喜憂參半。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的科研人員在最近出版的《中國農(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,,我國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?,原先的兩熟制地區(qū)“半只腳”跨入三熟制,,糧食增產(chǎn)似無懸念。
在剔除種種干擾因素的前提下,,論文作者對“增產(chǎn)”作出了定量評估: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”納入評估,,大多數(shù)農(nóng)業(yè)專家并不認(rèn)同“增產(chǎn)”說。潘根興指出,,近50年來,,我國冬小麥、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年來我國水稻螟蟲災(zāi)害呈早發(fā),、高發(fā)之勢,,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,小麥會生長得怎樣
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,中國氣象局局長鄭國光在《求是》雜志上撰文指出,,如不采取積極應(yīng)對措施,,氣候變化和極端氣象災(zāi)害導(dǎo)致我國糧食生產(chǎn)的自然波動幅度,將從過去的10%增加到20%,,極端不利年景甚至?xí)_(dá)到30%以上,。
不過,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,為小麥生長營造出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,小麥完全在自然狀態(tài)下生長,。”在此,,通過幾年的觀察記錄,科學(xué)家可以相對真實(shí)地預(yù)見2050年的小麥會生長得怎樣,。
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)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第四次評估報(bào)告預(yù)測,2050年,,大氣中二氧化碳濃度將從現(xiàn)在的380ppm(百萬分比濃度)升至550ppm,。屆時,二氧化碳的“肥效”將會抵消因溫度升高,、降雨減少帶來的不利影響,,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)”爭論不休時,,一些想得更深的科學(xué)家,正為糧食作物可能的營養(yǎng)流失憂慮,。
美國農(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“沖淡”農(nóng)作物中蛋白質(zhì)的含量,。
要解釋營養(yǎng)被“沖淡”的過程,,頗為復(fù)雜。簡單地說,,因?yàn)槎喑鰜淼亩趸汲3^D(zhuǎn)化成淀粉等碳水化合物,,可能會造成同等重量的一粒稻谷或一株麥穗中,其他成分的相對含量下降,。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,,人們迫切需要弄清二氧化碳在植物營養(yǎng)次級成分的生產(chǎn)中所扮演的角色。(生物谷 Bioon.com)