導(dǎo) 讀
全世界約有20億到30億人主要從谷物中獲取鋅和鐵這兩種營養(yǎng)元素，特別在發(fā)展中國家更是如此。人類正在我們所知的唯一適于居住的星球進(jìn)行著全球范圍內(nèi)的快速改變環(huán)境條件的實(shí)驗(yàn)。隨著這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，毋庸置疑將會有很多意想不到的事件發(fā)生，二氧化碳濃度升高危及人類營養(yǎng)無疑就是這樣一件事情。
二氧化碳是植物進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。自從工業(yè)革命以來，大氣中的二氧化碳含量一直在增加。
在20世紀(jì)80年代中期，許多生態(tài)學(xué)家就認(rèn)識到，空氣中二氧化碳含量的升高可能會對植物產(chǎn)生重大影響。
植物生理學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，隨著大氣中二氧化碳濃度的增加，植物葉片在進(jìn)行光合作用時會更容易從大氣中攝取更多的碳，同時水分損耗更少，這被稱為“二氧化碳施肥效應(yīng)”。
我們知道，植物必須通過氣孔吸收二氧化碳，而同時會散失許多水分，二者一直是一對無法調(diào)和的矛盾。
現(xiàn)在大氣中二氧化碳濃度增加，植物只需要稍微“張開嘴”就能享受更多的二氧化碳“美食”，還避免了水分的散失。
2013年，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織的科學(xué)家以北美、澳大利亞內(nèi)陸、中東以及非洲等地的干旱區(qū)域?yàn)檠芯繉ο?，通過衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并建立數(shù)學(xué)模型證實(shí)了這種“二氧化碳施肥效應(yīng)”的存在。
根據(jù)他們的研究，在除去氣溫、降雨量、光照和土地情況等可能的影響因素之后，在1982年至2010年近30年間，上述干旱區(qū)域有11%的綠色植物覆蓋率增長與這一效應(yīng)有關(guān)。
甚至有人預(yù)測，如果二氧化碳含量增加一倍，我們的農(nóng)業(yè)收成就會提高近40%。
與此同時，有科學(xué)家對大氣二氧化碳上升后作物的營養(yǎng)價值也做了許多研究。比如，2002年美國普林斯頓大學(xué)生物學(xué)家Irakli Loladze就撰文指出，長期以來我們可能忽略了二氧化碳含量升高可能引起的一個破壞性更大的后果——造成人類普遍的營養(yǎng)不良。
這是不是聽上去有些荒唐？按照一般的理解，植物生長速度加快，可為人類提供更加豐富的食物資源。
顯然，這不應(yīng)該是簡單的數(shù)量問題。Loladze的研究發(fā)現(xiàn)，在二氧化碳含量高的環(huán)境中生長的作物不但營養(yǎng)價值低，而且還缺乏鐵、鋅等重要的微量元素。如果這些問題存在，我們今后面臨的將是一個到處都是食物，但吃什么都沒有營養(yǎng)的世界了。
那么，環(huán)境中二氧化碳含量升高為什么會導(dǎo)致植物中微量元素減少呢？有人用“生物量稀釋”來進(jìn)行解釋：由于二氧化碳的增加促進(jìn)了光合作用，植物產(chǎn)生的碳水化合物往往多于它們自身生長和代謝的需要，這些多余的淀粉和糖儲備在液泡里，植物中碳水化合物的含量超出了原來的水平，而其他微量元素等營養(yǎng)素的含量則隨之下降了。
更為糟糕的是，過量的二氧化碳還會抑制植物吸收營養(yǎng)成分。
在今年5月、6月《自然》及其子刊中，又有多篇文章大談這個話題。美國哈佛大學(xué)Samuel Myers等的研究認(rèn)為：全世界幾乎有20億人口都被缺乏鐵、鋅這一問題所困擾。目前，每年幾乎有6300萬人口因此而死亡。
作者團(tuán)隊在日本、澳大利亞和美國建設(shè)了7個試驗(yàn)點(diǎn)，創(chuàng)造一個模擬未來二氧化碳增加的微域生態(tài)環(huán)境，其內(nèi)部通風(fēng)、光照、溫度、濕度等條件十分接近自然生態(tài)環(huán)境。
這7個試驗(yàn)點(diǎn)的二氧化碳濃度均在546-586ppm之間，他們測量了在這樣的環(huán)境中生長的小麥、大米、玉米、高粱、大豆和豌豆的可食用部分中的鐵、鋅含量，發(fā)現(xiàn)所有的小麥和大米中鋅、鐵和蛋白質(zhì)含量都有顯著降低；在豆類中，鋅和鐵的含量也降低了，但是蛋白質(zhì)含量未降低。
作者因此認(rèn)為，二氧化碳濃度上升已成了一個巨大的公共健康問題。因此，不管二氧化碳帶來的氣候變化情形如何，僅這個問題就足以說明人類社會削減二氧化碳排放量已經(jīng)刻不容緩。
全世界約有20億到30億人主要從谷物中獲取鋅和鐵這兩種營養(yǎng)元素，特別在發(fā)展中國家更是如此。人類正在我們所知的唯一適于居住的星球進(jìn)行著全球范圍內(nèi)的快速改變環(huán)境條件的實(shí)驗(yàn)。隨著這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，毋庸置疑將會有很多意想不到的事件發(fā)生，二氧化碳濃度升高危及人類營養(yǎng)無疑就是這樣一件事情。
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文章來源：《中國氣象報》2014年8月21日，原題為“二氧化碳濃度升高可引起營養(yǎng)不良”
作者趙斌為復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師
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