據(jù)政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發(fā)布的評估報告，當(dāng)前所有大陸和各大海洋都在受到氣候變化的影響。氣候變化除了對生態(tài)環(huán)境、水資源、物種分布等產(chǎn)生重要影響外，最新的科學(xué)研究還表明，不斷升高的二氧化碳排放量使得全球主食作物營養(yǎng)降低，惡化了由于營養(yǎng)不良導(dǎo)致的疾病病情。
高二氧化碳導(dǎo)致作物減鋅、減鐵、減蛋白質(zhì)
據(jù)英國《衛(wèi)報》報道，科學(xué)家對小麥、稻米、玉米和大豆均進(jìn)行了田間試驗，試驗證明升高的二氧化碳水平明顯降低了這些作物所含的如鐵、鋅等此類的基本營養(yǎng)物質(zhì)，同時降低了這些作物的蛋白質(zhì)含量。
該研究主要作者、波士頓哈佛大學(xué)環(huán)境衛(wèi)生專家薩繆爾?邁爾斯教授(SamuelMyers)說，“我們發(fā)現(xiàn)二氧化碳水平上升會降低重要主食作物中的營養(yǎng)物質(zhì)，從而影響人體營養(yǎng)。而從健康角度看，鐵和鋅都是對人體非常重要的營養(yǎng)物質(zhì)�！�
薩繆爾?邁爾斯說，全世界幾乎有20億人口都被缺乏鐵、鋅這一問題所困擾。尤其對成長中的嬰兒和孕婦來說，問題更為嚴(yán)重。目前，每年幾乎有6300萬人口因此而死亡。“現(xiàn)在這一問題已然成了一個巨大的公共健康問題，而大氣中二氧化碳的不斷上升將惡化這一問題�！�
牛津饑荒救濟(jì)委員會食物與天氣政策主管漢娜?斯圖達(dá)特(HannahStoddart)說：“這是另一個證實氣候變化已經(jīng)影響人類耕種作物、攝取所需營養(yǎng)物質(zhì)的例子。預(yù)計到2050年，將有2500萬不到5歲的兒童會因氣候變化而遭受到營養(yǎng)不良的困擾。因此，削減二氧化碳排放量刻不容緩。”
據(jù)研究，在高二氧化碳水平下成長的小麥相比正常水平鋅含量減少了9%、鐵減少了5%、蛋白質(zhì)含量減少6%;同樣的，在高二氧化碳水平下成長的稻米，鋅含量減少了3%、鐵減少了5%、蛋白質(zhì)含量減少8%;玉米和大豆的鋅和鐵含量減少水平相近，但蛋白質(zhì)含量變化不大。
二氧化碳高濃度抑制作物硝酸鹽轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)的過程
無獨有偶，4月6日的《自然氣候變化》雜志在線發(fā)表了《田間生長麥子的硝酸鹽同化受到CO2升高的抑制》，該論文顯示了來自美國加州大學(xué)戴維斯分校植物科學(xué)家們的小麥田間試驗結(jié)果。
小麥?zhǔn)欠浅Ｖ匾募Z食作物，提供了全球人類近1/4的飲食蛋白。
研究論文第一作者、加州大學(xué)戴維斯分校植物科學(xué)系教授阿諾德?布魯姆(ArnoldBloom)表示，“食物質(zhì)量正隨著大氣中二氧化碳水平的上升而逐漸下降，人們已經(jīng)對此提出過多種解釋。但我們研究首次證明，大氣二氧化碳濃度升高抑制了農(nóng)作物將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)的過程。這也意味著氣候變化加劇，將導(dǎo)致糧食作物的營養(yǎng)質(zhì)量變差�！�
氮同化作用，又稱氮同化過程，在植物的生長和生產(chǎn)中起著關(guān)鍵的作用。在糧食作物中，氮同化作用尤其重要，因為植物利用氮產(chǎn)生對人類營養(yǎng)至關(guān)重要的蛋白質(zhì)。
何為氮同化作用?我們的空氣中含有近79%的氮氣，然而植物無法直接利用這些分子態(tài)氮，植物所利用的氮源主要來自土壤。而土壤中的有機含氮化合物主要源于動物、植物和微生物軀體的腐爛分解，但這些含氮化合物中的大多數(shù)是不溶于水的，通常不能直接為植物所利用，植物只可以吸收其中的氨基酸、酰胺和尿素等水溶性的有機氮化物。
于是，以銨鹽和硝酸鹽為主的無機氮化物，約占土壤含氮量的1%?2%。植物從土壤中吸收銨鹽后，可直接利用它去合成氨基酸這樣的有機氮化物;如果吸收硝酸鹽，則必須經(jīng)過代謝還原才能將其利用。
總之，植物從土壤中吸收銨，或由硝酸鹽還原形成銨后會立即被同化為氨基酸。氨的同化在根、根瘤和葉部進(jìn)行。
未來幾十年內(nèi)，蛋白質(zhì)總量可能下降約3%
在過去的20年內(nèi)，二氧化碳對植物的影響成為科學(xué)界的研究熱點。其研究主要集中于水稻、小麥、棉花等一些重要農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量方面。許多實驗室的研究表明，大氣中二氧化碳水平升高抑制谷物和非豆科植物葉片的硝酸鹽同化，即氮同化作用。
為了研究小麥對不同水平的大氣二氧化碳反應(yīng)，加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員檢測了1996和1997年種植在亞利桑那鳳凰城附近馬里科帕農(nóng)業(yè)中心的小麥樣品。在那個時候，富含二氧化碳的空氣釋放到田間地頭，使實驗田大氣中碳的水平升高，受控制的小麥作物也生長在這一環(huán)境中。于是，研究人員在當(dāng)時便將各種不同小麥試驗田中收割的葉子即刻置于冰上，然后放進(jìn)烘箱烘干并儲存在真空密封的容器中，最大限度地減少各種氮化合物隨時間的變化。10多年后，該研究團(tuán)隊利用這些材料開展在實驗小麥植株收割時所不能開展的有關(guān)化學(xué)分析。
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