环境中二氧化碳含量增加,使食物热量更高却营养更差——并且可能更有毒,研究发现。
荷兰莱顿大学讲师Sterre ter Haar以及该校的其他研究人员开发了一种方法,用于比较多项关于植物对二氧化碳水平升高响应的研究。她说,结果令人震惊虽然作物产量上升,但营养密度下降。尤其是锌含量下降,而铅含量却上升。
她对《卫报》说“看到一些营养变化如此剧烈,而且在不同植物之间差异如此大,令我们大吃一惊。我们并没有看到简单的稀释效应,而是食物组成的全面转变……这也提出了一个问题我们是否应该以某种方式调整饮食,或者改变食物的种植和生产方式。”
尽管科学家们已经研究大气中二氧化碳增多对植物的影响十余年,但这些工作一直难以比较。新研究建立了一个基准测量,来源于观察到二氧化碳对生长呈线性影响,这意味着二氧化碳浓度翻倍,营养影响也翻倍。于是他们能够比较近6万条数据,涉及32种营养素和43种作物,包括水稻、土豆、西红柿和小麦。
Ter Haar说“虽然以往研究提供了大量数据,但答案寥寥。这些研究使用配对实验,除二氧化碳水平外,植物在相同条件下生长。这能提供可能的变化线索,但样本量通常太小,难以得出结论。将这些单独研究相互比较也很困难,因为我们知道大气中的二氧化碳基线在不断上升,这意味着实验中的基线也在上升。”
他们的“基线”测量是350ppm的气体浓度——有时被称为最后的“安全”水平。他们将其与550ppm的浓度进行比较,有科学家预计到2065年会达到该水平。他们表示,大多数营养素对浓度上升的响应都是负面的,平均下降3.2%。
然而,鹰嘴豆中的锌预计会下降高达37.5%,而稻谷和小麦等重要作物的蛋白质、锌和铁也会出现“显著”下降。研究人员警告称,这将导致“毁灭性的健康后果”,包括“隐性饥饿”,即人们摄入的热量足够但营养不足。
论文指出,二氧化碳水平已达425.2ppm,已导致“因二氧化碳上升而降低的植物营养水平”。
该研究是关于气候崩溃对作物影响的日益增多的研究之一,涉及户外以及人工环境。荷兰是全球最大的农业出口国之一,四分之三的产量用于出口,拥有超过4,100公顷的温室,在二氧化碳富集的环境中种植作物以提高产量。
Ter Haar说“气候变化不是遥远的问题,影响已经出现在我们的餐桌上。”
其他专家也对这项荷兰研究表示欢迎,认为它为进一步研究提供了良好基础。美国弗吉尼亚理工大学植物与环境科学学院助理教授Courtney Leisner是今年早些时候共同撰写的一项研究的合著者,该研究探讨了作物改良策略如何抵消二氧化碳对作物质量的负面影响。她说“这项研究提供了关键见解,阐明环境条件如何影响作物营养质量,这对维持未来粮食安全至关重要。”
瓦赫宁根大学气候变化与可持续农业研究员Jan Verhagen指出,肥料使用等其他因素也在作物营养中扮演重要角色。
他表示“的确,植物中的营养水平在变化,但这是否仅与二氧化碳有关,我认为尚不明确……我们知道营养是粮食安全和整体健康的关键因素,因此将关注点转向这一议题是有道理的。”
他认为需要更多实验,以帮助设计在不同环境压力下具有特定营养水平的作物育种计划,从而更好地理解农业实践的影响。
Ter Haar说,这项元分析提出的问题和答案一样多——她希望进一步研究气候变化与营养之间的关系。
她说“我们的目标不是吓唬人。解决问题的第一步是承认它的存在,我们认为我们的研究可以成为有用的拼图之一。”
该研究发表在《Global Change Biology》期刊上。
