2024-03-09 农历甲辰年 正月廿九
气候变暖或影响粮食营养

受访专家:联合国粮食及农业组织气候变化、生物多样性及环境办公室主任  卡维·扎赫迪  

粮食及营养司副司长  南希·阿伯托   ¨联合国粮食及农业组织粮食及营养司粮食及营养专家  吴若宾   

复旦大学公共卫生学院教授  阚海东  

中国农业大学食品科学与营养工程学院教授  范志红

本报记者  张炳钰

今夏,比利时举办的实验生物学学会年会上,发布了一项来自英国利物浦约翰摩尔斯大学的最新研究发现:在二氧化碳浓度升高与高温环境下,作物的生长速度加快,产量看似提升,蛋白质、钙、铁等关键营养素含量却显著下降。人类似乎要面临一场隐性营养危机。

气候变化“稀释”粮食营养

新研究通过调节“环境控制生长室”中二氧化碳浓度与温度,测量作物中糖、蛋白质、黄酮类、维生素及抗氧化物质等成分的含量。结果显示,随着二氧化碳浓度升高,作物长得更快、更大,但实验环境下观察到糖分浓度有升高趋势,蛋白质、钙等关键矿物质、某些抗氧化物质的含量却出现了下降。

而2024年底,全球大气二氧化碳浓度已达427ppm(百万分之一),较工业革命前增长约50%,且以每年2~3ppm的速度攀升。同期,全球平均气温较工业革命前上升1.55℃,首次突破《巴黎协定》设下的“1.5℃”临界值。若碳排放保持当前水平,2100年全球平均气温将上升2.7℃,粮食营养状况可能进入“加速变化期”。《自然》杂志发表的研究也显示,合理假设到本世纪中叶,大气中的二氧化碳浓度升高至550ppm,小麦籽粒中的锌、铁和蛋白质含量将分别降低9.3%、5.1%和6.3%,水稻中的锌和铁含量可能也呈现类似趋势。

针对最新研究结论,《生命时报》采访了联合国粮食及农业组织气候变化、生物多样性与环境办公室主任卡维·扎赫迪、粮食及营养司副司长南希·阿伯托,以及粮食及营养司专家吴若宾。三位专家均表示,粮农组织收集的全球营养成分数据库尚未证实粮食营养成分会随时间发生广泛变化,但气候因素导致的营养成分波动仍需进一步深入研究。

复旦大学公共卫生学院教授阚海东对此解释说,高二氧化碳浓度会增强植物的光合作用,使其优先合成碳水化合物并用于快速生长,而非积累蛋白质、矿物质等营养素,尤其是小麦、水稻、大麦和马铃薯等农作物。但土壤中钙、锌等矿物质的含量并未改变,在这种情况下,作物有可能出现“空心化”的状况,即体积变大了,而营养素的积累未同步增加。更值得关注的是,这种营养流失是否会沿食物链传递,比如牛的食物营养减少后,牛肉的营养是否会不如从前?

营养下降引发连锁危机

粮食营养存在“隐性流失”的潜在可能,这种危机可能比传统产量不足更隐蔽、更具有破坏性。

增加营养缺乏风险。如果食物营养持续下降,意味着即便未来摄入同等重量的食物,获取的营养也可能不足。世界卫生组织统计,全球目前约20亿人受“隐性饥饿”(一种或多种微量营养素缺乏)困扰,作物营养的相关变化可能使之雪上加霜。尤其是饮食严重依赖谷物的地区,谷物中蛋白质、微量营养素减少,有加剧营养不良的潜在风险。吴若宾介绍,模拟研究显示,到本世纪中叶,仅因二氧化碳浓度升高,全球将新增1.75亿缺锌人口、1.22亿蛋白质摄入不足人群,膳食铁摄入量将减少4%以上。

饮食可能逐渐高碳。若作物存在蛋白质等营养“空心化”的潜在趋势,同时淀粉、糖分等碳水化合物含量上升,就会逐渐形成“高碳水、低营养”的饮食结构,从而加剧肥胖、2型糖尿病等代谢病的发生发展。数据显示,2050年全球糖尿病医疗支出将因粮食营养问题额外增加23%。中国农业大学食品科学与营养工程学院教授范志红表示,“近年来我国居民饮食中的碳水化合物供能比持续下降,即便作物中的淀粉和糖含量略有增加,仍不至于产生负面影响。”

或削弱人体抗病力。营养不良、摄入不均衡直接削弱人体抗病能力,尤其是关键营养素。比如,硒元素对免疫系统正常运作至关重要,缺乏时抗病能力会随之减弱;B族维生素摄入不足可加重阿尔茨海默病等疾病的流行程度。

粮食系统面临多重挑战

全球二氧化碳浓度升高虽可能给作物营养带来一定影响,但在食品品类丰富的今天,公众可通过饮食选择来优化自身营养摄取。范志红表示,当前我国主要“菜篮子”产品生产供应很充足、价格稳定,且具有区域互补优势,公众不必为此焦虑。

优选高营养密度。范志红认为,即使各类作物的营养含量有所下降,但营养价值仍远远优于甜饮料、垃圾食品等。针对作物蛋白质的减少,可增加鸡蛋、豆类、牛奶的摄入,铁元素可通过红肉来补充。我国居民本身存在B族维生素摄入不足的问题,可增加全谷物、坚果、深绿色蔬菜等食物的摄入,优选基本未加工或仅进行少量加工且营养密度高的食品。比如,藜麦的钙、铁、镁和锌含量尤其高,南瓜子的锌含量也很高,日常饮食中可将1/3的大米换成藜麦,比如早餐煮一碗藜麦粥,搭配一些南瓜子,有助于弥补部分营养流失;纳豆、无糖酸奶等发酵食品,可有效补充B族维生素。

利用搭配促吸收。合理的饮食搭配能显著提升营养吸收效率。比如,红肉搭配富含维生素C的柑橘,可使铁吸收率提升2~3倍;豆类与谷物同食可实现氨基酸互补,提高蛋白质利用率;吃芝麻、蘑菇等食物时,可搭配海产品、禽肉等高蛋白食物,提高补锌效率;补钙时可搭配蛋黄等富含维生素D的食物,促进钙吸收。

合理储存与烹饪。蔬菜买回家后,应尽快食用,若需储存,可放入冰箱冷藏,避免提前清洗造成维生素流失。烹饪时,采用蒸、快炒等方式,比长时间炖煮更能保留其中的维生素C和叶酸。还可尝试将糙米、小麦浸泡发芽后煮粥,B族维生素含量可显著提升,营养吸收率也会明显提高。

卡维·扎赫迪补充道,健康饮食也有助应对潜在气候影响,比如只购买所需食物,减少浪费,全球1/3的粮食产量都以损耗或浪费的形式流失;多吃水果、蔬菜、豆类和谷物等能促进生物多样性的食物……

不过,应对这类潜在挑战,仅靠个人力量是有限的。2025年,河南小麦灌浆关键期恰逢干旱,造成部分麦田枯黄;同期,山东部分地区异常多雨,小麦赤霉病大面积发生。当粮食产量本身面临威胁时,“营养保值”更是难上加难。阚海东指出,若无法在2030年前实现全球碳排放量减半,气候灾难的频次与强度,将可能超出人类社会现有适应能力的范畴。

卡维·扎赫迪指出,目前已有多种方法可防止作物养分减少,比如使用豆类进行生物固氮,以提高土壤肥力;采用技术手段优化作物对氮的吸收……多国也在积极采取措施,发展营养农业,如《中国食物与营养发展纲要(2025-2030年)》提出聚焦优质蛋白质、富含膳食纤维与营养型食物、健康饮食文化、食物与营养供给保障体系;《粮食和农业植物遗传资源国际条约》通过“惠益分享基金”,支持小规模农户、科学家和育种者合作培育更有营养且更能适应全球变化和当地环境的新型作物,以守护全球居民的膳食质量与营养安全。▲