为何气候变暖会让大家挨饿?
2021/10/31 18:30:00 科学辟谣

     划重点

     ★ 气候变化使大量的作物野生近亲面临灭绝,其中16种还被选中作为未来的粮食作物。★ 气候变化对物种多样性的威胁也同样会对人们单一的食物供应结构带来影响。★ 气候变化已经导致每年的食物产量减少35万亿卡路里,“一个没有饥饿的世界”进程可能会被中断。

     从一碗米饭到一杯咖啡,科学家们表示,除非我们能让它们抵御气候变化,否则我们认为理所当然的食物可能会变得更加稀缺。这是因为更热的天气、更长时间的干旱和更强烈的风暴正在成为新的常态,世界各地的物种已经感受到影响,这些物种里自然也包括常规作物的“备胎”——它们的野生近亲。

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     常见作物野生近亲

     难逃气候变化影响

     在1万多年的时间里,人类一直在使用选择性育种来让水果和蔬菜适应特定的生长条件,而今天的生长条件正在以惊人的速度变化。使作物有利可图的育种也使它们容易受到气温上升、干旱、暴雨、新疫病或虫害的影响。当稳步选择“最佳”性状(比如高产)时,我们就会失去植物基因的某些类型,这就会直接导致失去遗传多样性。

    

     干死的蔬菜。| 图虫创意

     “精英”作物进一步适应气候变化和其他挑战的潜力是有限的,而作物的野生近亲则是用来培育适应更热、更冷、更干燥、更潮湿、更咸和其他困难条件的作物的关键工具之一,但气候变化导致它们受到栖息地破坏、过度捕捞、气候变化、污染、入侵物种等因素的影响。

     2021年9月发表的一项研究中分析了224种与玉米、土豆、豆类、南瓜、辣椒、香草、鳄梨、皮番茄和棉花作物密切相关的植物的生存现状,结果发现,因为野生栖息地已被人类利用,再加上传统农业系统向机械化转变,以及除草剂和杀虫剂的广泛使用,所以35%的野生物种面临灭绝的威胁。

    

     图虫创意

     灭绝是永远的,这不仅是它们在地球上进化和持续的损失,也是我们未来食物的损失。让人揪心的是,这项研究中面临灭绝的野生作物近亲中有16种是被人类选中培育更能适应气候变化、极端天气和其他威胁的粮食作物。其中包括培育耐寒的南瓜、高产的玉米、抗旱和抗晚疫病的土豆,如果它们灭绝,下一步的工作自然也就无从说起了。所以研究人员呼吁,必须通过可持续和多样化的农业生产在地面上保护这些物种。

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     为什么要维持生物多样性

     生物多样性,通俗的讲就是某一地方或地球上物种的数量。但人类的口味越来越刁钻:水果要吃甜的、土豆要吃软糯的、鱼虾要Q弹的。为了迎合市场需求,现代农业不断改进,以满足普罗大众的味蕾,那些被主流口味抛弃的产品逐渐就退出历史舞台,这就导致食物的供应越来越单一。有数据显示,世界上75%的食物来自12种植物和5种动物。

     一项研究警告说,由于气候变化,到2070年,地球上三分之一的动植物物种可能面临灭绝。科学家们使用了538种植物和动物的调查数据,其中44%的物种已经在一个或多个地点发生了局部灭绝。

    

     全球变暖和厄尔尼诺现象。| 图虫创意

     研究进一步发现,与没有物种灭绝的地区相比,有局部物种灭绝的地区的年最高气温变化更大、更快。此前的研究集中在向较冷的栖息地迁徙,作为物种“逃离”变暖气候的一种方式。然而,基于它们过去的移动速度,大多数物种无法足够快地做到这一点来避免灭绝。

     虽然许多物种能够忍受一定程度上的最高温度上升,但也仅能忍耐一定程度的上升。如果最高温度上升超过0.9华氏度,大约50%的物种会发生局部灭绝。如果最高温度上升超过5.2华氏度,这个比例将会升至95%。所以如果我们能坚持《巴黎协定》来应对气候变化,到2070年,每10个动植物物种,可能只会失去不到2种,可以最大限度的维持生态系统多样性。

     需要保护生态系统多样性的原因在于,所有物种都是通过相互作用而联系在一起的。

     黄石公园狼群被猎杀就是一个经典案例。黄石公园狼群狼群在1930年被猎杀到几乎灭绝,这让失去天敌的麋鹿群体迅速壮大,而植物、鸟类、海狸等看似和狼群无关的物种却因此受到了很大的影响,族群数量逐渐减少。当狼群在1995年被重新引入公园时,它们再次捕食麋鹿,植物和鸟类、海狸、鱼和其他动物又重新回到了河岸。

    

     黄石公园的狼。| 图虫创意

     要想平衡生物多样性,打造丰富的生态系统,每个物种的角色都很重要。物种间彼此制约来生存,人类也是如此。

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     “一个没有饥饿的世界”进程会被中断吗?

     人类的福祉取决于自然的贡献,由于人类对大自然的破坏,自然界满足人类需求的能力正在衰退。数十亿人将在未来30年面临水污染加剧,容易受到沿海严重风暴影响及与作物授粉不足相关的食物保障缺乏的风险。非洲和南亚的发展中国家预计会在这些影响中首当其冲,因为他们更直接地依赖大自然。

     2019年5月的一项研究分析了大麦、木薯、玉米、油棕、油菜籽、水稻、高粱、大豆、甘蔗和小麦十种农作物的产量后发现,由于气候危机,全球粮食系统每年已经减少了35万亿卡路里的生产。气候危机对不同地区粮食产量的影响不同,欧洲、南非、南亚和澳大利亚的粮食生产受到的负面影响最大,拉丁美洲受到的正面影响多一些,亚洲、北美和中美洲受混合影响更多。有趣的是,在美国,伊利诺斯州的玉米产量下降了8%,但是在爱荷华州和中西部地区,由于气候变化,玉米产量有所增加。

    

     苞米地。 | 图虫创意

     来自澳大利亚、德国和美国的研究人员进一步量化了干旱或热浪等极端气候对全球主要农作物产量的影响。玉米、水稻、大豆和春小麦生长期气候因素的年变化因素占其产量波动的20%-49%。导致产量异常的最重要的气候因素与温度有关,平均生长期温度和极端温度在预测作物产量方面发挥着主导作用。该研究还标定了全球热点地区——这些地区的农作物产量占全球产量的很大比例,但最容易受到气候变化和极端情况的影响。被标定的热点地区大多位于北美和欧洲等工业化农作物生产区,这些地区对全球整体粮食产量至关重要。

     环境变化使人类面临的现存粮食安全、饥饿和营养不良的威胁加倍:气候灾害更加频繁而剧烈,土地和水源更加稀缺而难以获得,农业生产力的提高也更难实现。气候变化还可能会中断“一个没有饥饿的世界”的进程。同时由于气候变化,整个食品系统的稳定性也会遭遇由于供应的短期变化带来的风险;而土壤和水环境污染则会增加污染物流入食物链的概率。不加干预的“靠天”吃饭,正一步步地威胁着舌尖上的安全。

     作者 | 祝叶华

     审核 | 程须珍 中国农业科学院作物科学研究所研究员

     责编 | 丁 崝

     参考文献

     [1] https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ppp3.10225.

     [2] https://www.pnas.org/content/117/8/4211.

     [3] https://science.sciencemag.org/content/366/6462/255.

     [4] https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0217148.

     [5]https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ab154b.

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