气候变化下的粮食危机

原创祝叶华千篇一绿

美国政府11月4日正式通知联合国，要求退出应对全球气候变化的《巴黎协定》。
到2050年全球人口预计会接近100亿人，这意味着农业生产年均增长率需维持在1.73%以上，但是迅速变化的气候正使得全球农业尤其是位于非洲和南亚地区的发展中国家的农业变得更加脆弱。

2017年3月10日，受冲突和干旱等因素影响，南苏丹部分地区发生饥荒，大量人口面临饥饿风险。（视觉中国/图）

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南方周末特约撰稿祝叶华

农业一直受制于无法预测的天气，而迅速变化的气候正使农业变得更加脆弱。最近接连发布的几项报告显示，考虑到近年来夏季热浪等极端事件的强度和频率都在增加，全球粮食供应系统已经显示出压力。

全球气候变化让人类面临不可抗拒的粮食危机，吃不饱饭在一些地区或许会成为常态。

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粮食危机迫在眉睫

人类的福祉取决于自然的贡献，2019年10月11日，发表在《科学》（Science）上的文章显示，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10月15日，美国弗吉尼亚理工大学公布了《2019年全球农业生产率报告》，其中提到，目前全球的农业生产率正在增长，其年均增长率达到了1.63%。到2050年全球人口预计会接近100亿人，要喂饱全球百亿人，农业生产年均增长率需维持在1.73%以上。全球不同地区农业生产率存在差异，中国以及南亚地区的农业生产率增速较快，北美、欧洲和拉美等国家和地区的农业生产率增速正在放缓。其中，低收入国家的农业生产年均增长率仅为1%，这些国家面临粮食生产不安全、营养不良和农村贫困人口比例较高等问题。

人口增长和土地使用方式改变等原因，让土地面临巨大压力，气候变化和极端天气更是加重了这种压力。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）2019年8月发布的一份关于土地利用的报告中释放了在人类高压下，土地不堪重负的信号，报告将土壤、植被、森林、水资源或野生动植物质量的暂时或永久性下降都纳入“土地退化”的定义范围。另外，由于气候危机，粮食将变得更加稀缺、食品价格将飙升、农作物将失去营养价值，气候危机也将改变农民可种植作物的种类，威胁到全球粮食安全。

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影响粮食供应

气候变化在不同程度地影响着全球粮食的供应。

随着降雨模式的变化，农民面临着洪水和干旱的双重威胁。这两种极端天气都能摧毁农作物。洪水冲走了农民赖以生产的肥沃的表层土壤，干旱则使其变干，更容易被吹走或冲走。高温增加了作物对水的需求，使它们在干旱时期更加脆弱。频繁发生的热浪天气会“热坏”某种长期固定耕种的作物；而更多的洪水、降雪和空气湿度，也会限制可以种植作物的类型。在一些地区，气温升高可能会增加农作物产量。气候变化对农业的总体影响预计是负面的——减少粮食供应和提高粮食价格。

2019年5月发表在《公共科学图书馆·综合》（PLoSOne）上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。研究利用全球作物统计数据库来帮助确定全球作物产量如何随时间变化，结果发现，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。

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。他们于2019年5月发表在《环境研究快报》(EnvironmentalResearchLetters)上的研究显示，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%。为了弄清极端气候对农业产量的影响，研究人员使用了高空间分辨率的全球农业数据库，以及近全球覆盖的气候和极端气候数据集，通过运用随机森林（RandomForests）这一机器学习算法，梳理出哪些气候因素对农作物产量的影响最大。结果发现，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。例如，非洲的玉米产量与生长季节气候变化的关系最为密切。虽然非洲玉米产量在全球玉米产量中所占的份额很小，但非洲玉米产量的大部分用于人类消费，所以气候变化对该地区的粮食安全至关重要。对许多已经没有粮食安全的国家来说，如何对抗饥饿可能会成为最为棘手的问题。

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改变食物口味

气温升高不仅会影响食物供应，还可能改变食物口味。

在阳光的作用下，植物将二氧化碳和水转化为糖和氧气，用来生长茎、根、叶和其他好吃的东西。随着二氧化碳浓度的持续上升，这听起来可能像是将要迎来一场植被繁盛，但任何绿色产业的迅猛增长都将带来负面影响。

半个世纪以来，农学家们已经记录了随着二氧化碳浓度的上升，植物中矿物质、蛋白质和微量元素的持续下降。2002年，数学家伊拉克利·罗兰兹（IrakliLoladze）提出了一个理论：随着二氧化碳浓度的上升，光合作用需要的蛋白质越来越少，这意味着植物在吸收微量元素的同时获得的附带矿物质也越来越少，从而导致健康和不健康成分的比例发生倾斜。他记录到，包括大米和小麦在内的某些作物的养分平均下降了8%。而当这种情况发生时，数以亿计的人——主要是生活在贫困中的孕妇和儿童——最终可能会缺乏铁、锌、蛋白质等基本元素。

2014年，哈佛大学公共卫生学院研究员塞缪尔·迈尔斯（SamuelMyers）在《自然》（Nature）发文称，未来地球大气中的二氧化碳可能会超过当前水平，在这种大气条件下，地球上最重要的农作物中所包含的一些关键营养成分可能会降低。2017年，迈尔斯等在《环境与健康展望》（EnvironmentalHealthPerspectives）上发表的研究结果也显示，如果不加以遏制，人类排放到大气中的二氧化碳浓度将会严重损害小麦、水稻和其他主要作物的营养价值，使全世界数百万人面临蛋白质缺乏的危险。

在IPCC的最新报告中也指出，高二氧化碳水平下种植的小麦，其蛋白质含量将减少6%-13%，锌含量将减少4%-7%，铁含量将减少5%-8%。充满二氧化碳的豆芽含有更多的淀粉和糖（额外含糖的植物可能会增加糖尿病的发病率），以及更少的矿物质和蛋白质。我们可以尽量避免吃垃圾食品，但粮食作物也越来越“垃圾”了，人类避犹不及。

2015年墨尔本大学的一份报告中列出了许多受气温上升威胁的食物。该报告特别关注澳大利亚，这个岛国93%的粮食供应来自国内，气候的任何变化都可能严重影响其粮食供应。墨尔本大学研究人员发现，在未来气候变暖的情况下，许多食物可能会发生变化：甜菜和胡萝卜在炎热干燥的天气里变得不好吃；在既潮湿又炎热的地区，土豆患枯萎病(一种严重腐烂的疾病)的风险更高；肉类也不能幸免于热浪，像鸡和牛这样的动物也会像人类一样，在受到高温的压力下影响食欲，动物不会吃得那么多，也就不会长得那么胖——这就导致了更硬、更有弹性的肉；许多动物把谷物作为食物来源，气温升高和干旱会导致小麦和其他农作物发育不良，导致谷物产品和以谷物为食的动物价格上涨；乳制品部门业出现了一些最剧烈的变化。研究人员发现，热浪可以使奶牛的产奶量减少10%~25%，在极端条件下甚至可以减少40%。

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如何面对危机

气候危机和粮食危机有着密切的联系。

气候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。粮食系统的活动，包括生产粮食、运输粮食和将浪费的粮食储存在垃圾填埋场，会产生温室气体排放，导致气候变化。

科学家们明确表示，如果不解决土地问题，就不可能完全解决全球变暖问题，因为22%的温室气体排放来自农业、林业和其他土地使用。在这些来源中，畜牧业是最大的，估计占全球人类活动温室气体排放的14.5%。反刍动物，如牛和山羊释放出大量的甲烷，这种全球变暖气体的强度是二氧化碳的30倍。

正如气候危机要求我们转变能源使用方式，放弃化石燃料，在全球范围内转向清洁能源一样，应对土地利用的挑战也要求我们在种植和消费粮食的方式上做出巨大改变。尽管IPCC的专家们在措辞上很谨慎，也没有提出具体的建议，但从报告中可以明显看出，当务之急是改变目前大量使用肉类和奶制品的饮食习惯。

世界上大部分土地不是用来直接养活人类，而是用来饲养牲畜。过度食用肉类是不健康的，也是一种环境灾难：巴西砍伐雨林既是为了给肉牛提供牧场，也是为了种植大豆作物，出口到欧洲等市场，这些出口的作物主要用于动物饲料。

简而言之，我们必须为不断增长的人口生产更多的粮食，同时减少人类对地球陆地表面的控制，并让受到破坏的生态系统得以恢复。

编辑丨朱力远视觉丨汪韬

（本文首发于2019年10月31日南方周末，原创作品，欢迎转载，转载请留言。）

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