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氣候變化究竟會導致農業增產還是減產?這是爭論不休的一個問題。而現在又有科學家“預警”:高濃度二氧化碳可能損害農作物質量——“沖淡”其中蛋白質的含量,降低營養價值,造成“隱蔽的饑餓”
春耕在即,農民們一邊整理農具,一邊祈禱風調雨順。最近幾年,越來越難琢磨的老天讓他們愁在心頭。
和農民一樣心中忐忑的,是氣候與農業專家們。跟眼前的收成相比,他們更關心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升高會促進植物光合作用,農作物產量或將提高;但另一方面,海平面上升、極端氣候事件頻發以及病蟲害高發等負面效應,很可能將正面因素統統抵消掉。”農業部“氣候變化對農業生產的影響及應對技術研究”項目首席科學家、南京農業大學教授潘根興說,預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
氣候變化對于農業的影響可謂喜憂參半。中國農業大學的科研人員在最近出版的《中國農業科學》上發表論文指出: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田由一年一熟變為一年兩熟,原先的兩熟制地區“半只腳”跨入三熟制,糧食增產似無懸念。
在剔除種種干擾因素的前提下,論文作者對“增產”作出了定量評估:各省種植制度由一年一熟變為一年二熟,糧食單產平均可增加54%-106%;由一年二熟變成一年三熟,糧食單產平均可增加27%-58%。
然而,當降雨、病蟲害等更多“變量”納入評估,大多數農業專家并不認同“增產”說。潘根興指出,近50年來,我國冬小麥、春玉米和水稻種植區明顯北移、西移,水稻種植已擴大至最北部的三江平原,耕種面積大大擴張,但極端氣象災害對農業的破壞更為明顯。
比如,持續性少雨不僅在干旱、半干旱地區十分明顯,在濕潤地區同樣可能誘發大范圍干旱;由于氣候偏暖,近10年來我國水稻螟蟲災害呈早發、高發之勢,稻飛虱和南方果樹黃萎病也明顯擴張;而在海平面上升作用下,沿海平原地區土壤澇滯、鹽堿化加劇,導致耕地地力“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18億畝耕地無疑最為敏感和脆弱。日前,中國氣象局局長鄭國光在《求是》雜志上撰文指出,如不采取積極應對措施,氣候變化和極端氣象災害導致我國糧食生產的自然波動幅度,將從過去的10%增加到20%,極端不利年景甚至會達到30%以上。
不過,這僅僅是科學家在模型模擬基礎上給出的預估。與受風雨雷電共同作用的原生態大田相比,計算機里生成的“數字大田”多少有些理想化。為盡可能地縮小誤差,全球科學家正在各地開展一項名為“自由大氣二氧化碳富集系統(FACE)”的田間試驗。
北京郊區昌平的一片麥地里,中國農科院農業環境與可持續發展研究所研究員林而達開辟了一塊FACE試驗田。一根白色導管從7米多高的液態二氧化碳罐中導出,一直通向麥田,為小麥生長營造出2050年的大氣環境。林而達強調,“這里既不是溫室,也不是大棚,它沒有任何隔離設施,二氧化碳可以自由流動,小麥完全在自然狀態下生長。”在此,通過幾年的觀察記錄,科學家可以相對真實地預見2050年的小麥會生長得怎樣。
通常,二氧化碳被視作有助于農作物增產的“氣肥”。據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第四次評估報告預測,2050年,大氣中二氧化碳濃度將從現在的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10%—20%的增產。但國際上最新的FACE試驗卻顯示,IPCC可能將二氧化碳的“肥效”高估了50%。
警惕被產量掩蓋的“隱蔽饑餓”
當不少科學家為“氣候變化究竟導致增產還是減產”爭論不休時,一些想得更深的科學家,正為糧食作物可能的營養流失憂慮。
美國農業部農業研究局的植物生理學家劉易斯·齊斯卡最近在《科學與發展網絡》上撰文稱,在氣候變化挑戰面前,與確保食品供應數量同等重要的,是如何保持主要糧食作物的質量。因為陸續有實驗發現,高濃度二氧化碳可能會“沖淡”農作物中蛋白質的含量。
要解釋營養被“沖淡”的過程,頗為復雜。簡單地說,因為多出來的二氧化碳常常轉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”理論被進一步證實,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”尚未被科學界及決策者所認識,人們迫切需要弄清二氧化碳在植物營養次級成分的生產中所扮演的角色。
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