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12.2017

全球食物營養大倒退

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到了 2050 年,全球會有 1.5 億人蛋白質不足, 1.38 億人鋅不足,埋下危害產婦和嬰幼兒健康的隱憂,10 億位母親和 3.54 億名幼童居於食用鐵質不足的國度,加劇廣泛貧血問題 —— 這一切,是全球食物營養倒退的惡果。科學家長年的研究反映,碳排放不單導致全球暖化、海水上升、氣候異常……更可能正逐漸淘空人類日用飲食應含的營養。

所有相關研究都從 17 年前亞利桑那州立大學一個實驗開始:研究人員發現提供更多照射光線予魚缸中的海藻,可加快其生長速度,從而增加浮游生物的食物供應。按理說這些浮游生物會因而快高長大,然而結果恰恰相反,牠們萎靡不振,甚至連生存都成問題。原來,這些海藻表面上雖然茁壯成長,所含營養卻大不如前,徒具虛殼使它們如同垃圾食物。源源不絕的糧食供應的確餵飽了浮游生物,卻難以支撐生命 —— 這令生物數學家 Irakli Loladze 暗暗心驚。他認為這個魚缸中發生的現象,可能是以大自然動植物為食的人類的未來。

類比到人類糧食供應的現況,實驗中突增的光線便是地球不斷上升的二氧化碳水平,它與光線一樣同是植物進行光合作用的要素之一。近兩個世紀的工業活動,不斷增加地球二氧化碳水平,這是眾所周知的事,而因此現象有促進農作物生長,更成為無知者發表碳排放不可怕言論的論據。但產量增加的背後,當中的營養是否跟得上生長速度,卻甚少得到關注。

植物生理學家 Lewis Ziska 曾比對美國史密森尼學會自 1842 年起收藏的過百個「一枝黃花」(Goldenrod)樣本,發現由工業革命起至今,一枝黃花的花粉中蛋白質含量急降三分一,而工業革命剛好是學者公認全球二氧化碳水平驟升的開端。工業革命前,地球大氣層的二氧化碳含量只有約 280 ppm,去年突破 400 ppm 後,專家預計會於未來 50 年達到 550 ppm 的新高度。實驗結果不單初步驗證二氧化碳造成植物營養倒退,由於一枝黃花花粉被視為對蜜蜂生存極之重要的主糧,Ziska 同時認為,其蛋白質萎縮與全球蜜蜂數目下滑有關。蜜蜂的存亡,最終也會反過來影響植物繁殖。

Loladze 接下來的每一個研究,都在進一步驗證當初「垃圾食物效應」同樣可見於森林及農地等自然環境:「大自然的一草一葉都因二氧化碳上升而生產愈來愈多糖分,我們見證植物生產的碳水化合物水平,達到人類史上前所未見的新高,高到足以稀釋食物鏈中其他原有的營養。」

不少農業研究早已察覺農作物營養下跌的問題,過去 50 至 70 年來,蔬果如西蘭花、蕃茄、小麥等礦物質、維他命及蛋白質含量一年不如一年。學者歸咎於急功近利的配種及培育手法,認為是業界為求產量犧牲質量所致,殊不知是二氧化碳作怪。研究人員於是進行開放性高二氧化碳實驗(free-air CO2 enrichment,FACE),將農地變身為露天實驗室,利用儀器調整空氣中的二氧化碳水平,並比對分別實驗室及正常環境下成長的農作物營養含量。結果顯示,「C3」分類中的植物(此類別包括 95% 地球上已知植物品種,如小麥、大米、大麥和土豆),在高二氧化碳水平下,鈣、鉀、鋅和鐵的含量平均會下跌 8%,而在影響最顯著的小麥和大米中,蛋白質水平則分別下降 6-8%。

2014 年,Loladze 發表載有他逾 15 年來的研究所得。近 130 個植物品種,收集時期橫跨 30 年的 15,000 個樣本,證實植物中的鈣、鎂、鉀、鋅和鐵含量平均已下跌 8%,取而代之的是碳水化合物。哈佛大學 Samuel Myers 亦於自然期刊發表論文,羅列種種數據,反映日本、澳洲和美國所產農作物均已受二氧化碳上升影響,錄得蛋白質、鐵和鋅含量下降,這個問題才真正得到公眾注意。碳排放雖能催谷農作物,卻使光合作用過程中所需的蛋白質和重要礦物質被碳水化合物和糖份取代,變相蠶食人類賴以為生的關鍵營養。

所有研究結果都反映問題刻不容緩,但學界反應始終遠比應對糧食短缺慢而且冷淡。Ziska 指:「要利用傳統耕作工具及手段補救問題的話,我們已經嚴重落後。從現在起計,我們要花約 15 至 20 年時間才能將成果應用於農業上。」因問題牽涉跨學科研究,加上議題不如研究產量及除蟲等突出,號召學界參與一度非常困難。現時 Loladze 和 Ziska 正與中國、日本、澳洲和美國其他州份的學者合作進行大規模研究,深入了解大米營養(包括幾乎無人研究過的維他命含量)隨二氧化碳上升的變化概況。美國農業部在馬里蘭州的實驗農地也正展開實驗,量度燈籠椒和咖啡豆中的營養,如何因二氧化碳上升而改變。

然而,目前揭露的問題可能都只是冰山一角,學者的疑問比所知多,反氣候變化論者和不以為然的同行及公眾只會徒增難度,Loladze 當初為研究張羅資金時亦處處碰壁;就如 Myers 所苦惱的:「要讓大家明白有如此多問題值得他們憂慮,是很困難的。」

 

 

 

 

發表於2017.12.04
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