由于大氣中二氧化碳含量升高，未來(lái)農作物產(chǎn)量的預期增長(cháng)將被與氣候變化相關(guān)的壓力因素所抵消。研究人員敦促，現在是時(shí)候通過(guò)開(kāi)發(fā)經(jīng)得起未來(lái)考驗的品種來(lái)做好準備了。

5年前，當聯(lián)合國啟動(dòng)可持續發(fā)展目標時(shí)，全球社會(huì )團結在到2030年實(shí)現零饑餓的雄心之下。從那時(shí)起，世界饑餓狀況繼續上升。根據糧農組織今年發(fā)布的一份報告，目前全球近9%的人口營(yíng)養不良。氣候變化被認為是破壞改善營(yíng)養獲取的努力的一個(gè)主要因素。

這種情況只會(huì )變得更糟。發(fā)表在《全球變化生物學(xué)》(Global Change Biology)雜志上的一項新研究表明，氣候變化的負面影響將超過(guò)任何可能因大氣中二氧化碳的增加而導致的作物增產(chǎn)，這增加了為不斷增長(cháng)的全球人口提供充足營(yíng)養的挑戰。

預測農作物產(chǎn)量的變化

在過(guò)去的30年里，一個(gè)由橫跨五大洲的14個(gè)長(cháng)期研究機構組成的網(wǎng)絡(luò )模擬了未來(lái)的二氧化碳水平，以預測其對農作物的影響。這些“自由空氣濃度富集”(FACE)實(shí)驗是在“真實(shí)”的野外條件下進(jìn)行的，研究人員認為這種方法允許他們捕捉“影響作物生長(cháng)和產(chǎn)量的復雜環(huán)境因素”。

這篇新發(fā)表的評論名為“預測作物如何應對氣候變化”，它通過(guò)觀(guān)察30年來(lái)的面部數據來(lái)預測全球作物產(chǎn)量可能會(huì )如何受到不斷上升的二氧化碳水平和其他因素的影響。

美國農業(yè)部農業(yè)研究局(USDA-ARS)的研究植物生理學(xué)家、合著(zhù)者麗莎·安斯沃斯說(shuō):“回過(guò)頭來(lái)看看在這些實(shí)驗的整個(gè)過(guò)程中二氧化碳濃度增加了多少，真是令人震驚?！?p style="text-indent: 2em;">“我們正在達到30年前第一批二氧化碳處理的濃度。我們可以在目前的大氣中檢查第一批人臉實(shí)驗的結果，這種想法令人不安?！?/span>

這組科學(xué)家預測，在無(wú)壓力條件下，當二氧化碳水平增加百萬(wàn)分之200時(shí)，那些在將二氧化碳和陽(yáng)光轉化為能量方面效率較低的作物——包括大豆、木薯和水稻——可能會(huì )增產(chǎn)18%。研究發(fā)現，豆類(lèi)和塊根類(lèi)作物產(chǎn)量增加較多，谷類(lèi)產(chǎn)量減少。

“那么，隨著(zhù)二氧化碳的增加，我們是否應該期待一筆豐厚的財富呢?”伊利諾斯大學(xué)(University of Illinois)伊肯伯里捐贈大學(xué)(Ikenberry endowment University)作物科學(xué)和植物生物學(xué)主席、卡爾·r·沃斯(Carl R. Woese)基因組生物學(xué)研究所(Institute for Genomic Biology)成員斯蒂芬·朗(Stephen Long)問(wèn)道。

可悲的是，這并不是因為二氧化碳的上升是全球氣候系統變化的主要原因。預計的2攝氏度的溫度上升，主要是由二氧化碳的增加引起的，可能會(huì )使我們的一些主要作物的產(chǎn)量減半，抵消二氧化碳帶來(lái)的任何收益?！?/span>

缺氮使平均產(chǎn)量增加減少到10%，升溫約2攝氏度也是如此。

產(chǎn)量的質(zhì)量和數量也受到影響。研究人員得出結論，二氧化碳的增加導致了重要的營(yíng)養損失。他們指出，許多作物顯示出較低的礦物質(zhì)營(yíng)養素和蛋白質(zhì)含量。

與此同時(shí)，在大氣中二氧化碳含量較高的環(huán)境下生產(chǎn)的作物“相當”更容易受到病蟲(chóng)害的傷害。

該研究總結說(shuō)，隨著(zhù)更多的二氧化碳被釋放到大氣中，這些因素超過(guò)了全球農業(yè)系統所能看到的生產(chǎn)力增長(cháng)。

安斯沃思說(shuō):“很多人都認為二氧化碳的增加對農作物來(lái)說(shuō)是一件好事:二氧化碳的增加會(huì )讓世界的森林變得更綠，增加農作物的產(chǎn)量?！弊罱难芯可晕⑻魬鹆诉@一假設。我們發(fā)現，當你面臨其他壓力時(shí)，你并不總是能從升高的二氧化碳中獲益?！?/span>