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气候变化下的粮食危机

admin 2019-11-5 09:37 8276人围观 悦读

全球共计70亿人口,然而据最新调查报告显示,21世纪的今天营养不良的人数高达8.12亿,这一占比(11.6%)令人触目惊心。雪上加霜的是,近日联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的一份新报告表明,大气中二氧化碳浓度的急剧增加大幅降低了大米、小麦等粮食作物中营养物质的含量。在人类粮食危机日益严峻的今天,无疑是致命一击。

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。

众所周知,植物光合作用依赖于环境中的二氧化碳。表面上看,二氧化碳浓度的增加对于农作物来说是一个福音,因为植物的光合作用需要二氧化碳为原料。但研究人员表示,在二氧化碳含量较高的环境中种植农作物会降低植物体内蛋白质的含量以及锌(Zn)和铁(Fe)的含量。根据IPCC的报告,当小麦所处环境中二氧化碳含量为546-586ppm之间时,小麦蛋白质含量减少6-13%、锌减少4-7%、铁含量减少5-8%。

对于世界上大多数营养不良者而言,无非缺乏一些微量元素,其中主要是铁与锌。而就在今年五月,地球二氧化碳的浓度再创新高,达到人类有史以来的巅峰值——415ppm(百万分之)。全球变暖与气候的恶化正使得农作物中这些营养物质的含量在不断减少,给生活在落后地区的人致命一击。

而近几年的的大量研究也一直在强调这一问题。2014年的一项研究显示,在高浓度CO2条件下种植的谷物和豆类含有的蛋白质以及锌和铁的含量会大幅度降低。2015年的一项研究发现人类造成的大量碳排放将于2050年导致2亿人缺锌!2017年的一项研究表明,到2050年若大气二氧化碳含量达到500ppm,将有18个主要国家的农产品蛋白质含量降低5%。之所以发生这种情况,是因为高浓度的二氧化碳会降低植物吸收土壤中硝酸盐(含氮)的能力,最终降低植物转化生成蛋白质的能力。

据统计,全球76%的人口主要以来从植物中获取大部分日常所需的蛋白质。在CO2浓度升高的情况下,水稻、小麦、大麦和马铃薯中蛋白质含量将下降6.4-14.1%不等。2018年的一项研究则表明,二氧化碳浓度的上升将降低水稻中蛋白质、微量元素以及维生素的含量。这对于以大米为主食的地区而言将是一场噩梦。

甚至部分科学家悲观地认为,在不久的将来小麦、水稻将不足以作为粮食作物供人类食用。与此同时,气候变化有较大可能性将催生全球性粮食危机,而极端气候、水资源短缺等挑战又将作为“放大镜”使粮食危机的爆发率倍增。似乎全球性粮食危机的来临只是一个时间问题,此时,人类的命运只掌握在自己手里。

全球最权威的气候变化评估机构日前发布报告警告:气候变化已经影响了全球粮食安全,如果全球升温2˚C可能引发粮食危机,这一威胁将对热带和亚热带地区影响最大,包括我国秦岭和淮河以南地区。
报告指出:农业和毁林是气候变化的重要推动因素,其中水稻、养殖业(特别是牛)和氮肥对温室气体排放贡献巨大。同时,可持续的农业和土地管理也可以减缓和应对气候变化。全球农业、林业和土地使用必须尽快进行深度转型,人类才有可能避免气候危机。

这份报告由联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布,全称是《气候变化与土地:IPCC 关于气候变化、荒漠化、土地退化、可持续土地管理、粮食安全及陆地生态系统温室气体通量的特别报告》,由52个国家的107位顶尖科学家,参考了7000多份研究报告历时两年撰写而成。这也是IPCC成立迄今,第一份超半数作者来自发展中国家的报告,女性作者也超过40%。多位中国专家也参与了报告的研究和撰写。195个成员国家于8月8日在日内瓦通过了该报告。
〇这不仅是IPCC重要的针对土地和农业的报告,作者的代表性之广,也前所未有。
1
内生性顽疾:
土地过度使用与气候变化互相影响
报告显示:目前人类的足迹已经占据了地球上近四分之三的无冰土地,人类对土地资源的高强度使用影响了约60-85%的森林,以及70-90%的其他自然生态系统(如草原),并导致全球生物多样性下降了11-14%。这是人类历史上前所未有的事。

〇无冰土地的使用情况。从左到右分别为:建筑设施、耕地、草原、人工林、原始森林和荒地等人类涉足较少的区域。
报告指出,人类对土地的高强度使用和气候变化纠缠在一起,互为因果,互相施加影响:气候变化强化了人类已经在土地上施加的压力(负面影响);同时,气候变化本身又和人类使用土地密不可分。
2
极端天气造成10%粮食损失
在IPPC今年的报告中,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被纳入“土地退化”的定义范围,同时更加准确地总结了气候变化对土地退化施加的直接影响。如果不考虑人类行为——如过度开发和利用,气候变化给土地带来的威胁包括:
由于海平面上升、风暴频率加强而造成的海岸侵蚀;
由于气候变暖造成的永久冻土层融化;
以及由于变暖及降水特征改变而导致的野火发生频率的增加。
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而最直观的例子就是全球范围内强降水事件的强度和数量不断增加,进一步加剧了土地退化,造成粮食减产。
以印度中部地区为例,1950-2015年期间普遍的极端降雨事件增加了三倍。在中国、欧洲中北部和印度等地区,降雨增加和随之而来的土地退化造成农业区种植延迟、作物歉收,土壤板结程度加剧,从而对粮食安全产生威胁。数据显示,近几十年来,由于极端天气事件,全球平均每年损失约10%的谷物产量。
3
农业温室气体三大来源:
氮肥、水稻与牛
数据显示,2007-2016年间,全球温室气体排放中约有23%来自农业、林业等和土地相关的活动,包括13%的二氧化碳、44%的甲烷和82%的氧化亚氮。

〇1961-2016年三种温室气体排放量的变化情况。1-3分别为:林业和其他土地利用变化产生的二氧化碳排放量、农业的甲烷排放、农业的氧化亚氮排放。
其中,反刍动物(主要是肉牛和奶牛)和水稻是两大甲烷排放源。
水稻种植需要对田地大量灌水,水中的作物因为缺乏氧气,会导致细菌分解植物物质,从而产生甲烷气体。报告称,水稻造成约24%的农业甲烷排放,其中89%来自亚洲,并且还在以每年0.9%的速度增加。
养殖业带来的甲烷排放也触目惊心:目前全球甲烷排放量中,畜牧业生产占33%左右,大部分来自于以牛为主的反刍动物。
自20世纪60年代以来,农业产生的氧化亚氮排放量几乎翻了一番,这些排放大部分来自氮肥的应用。自1961年以来,全球作物的氮肥施用量增加了9倍。
人类对土地的过度开发和使用——特别是毁林——造成土壤退化,释放了土壤中的碳,使其成为二氧化碳及其他温室气体的排放来源。由于森林常被砍伐转为农田,因此毁林往往和粮食生产捆绑在一起。
4
干旱:加剧全球不平等
干旱和荒漠化是IPCC报告另一项重点。那些缺乏农业灌溉条件、主要依靠自然降雨的地区,是气候变化威胁下格外脆弱的地带。
报告称,干旱地区有30亿居民,占全球人口的38%,主要集中在南亚,撒哈拉以南非洲和拉丁美洲。干旱地区的变暖趋势是全球平均水平的两倍,荒漠化风险将进一步增加。IPCC预测,在未来全球变暖1.5摄氏度、2摄氏度及3摄氏度的情况下,生活在干旱地区并面临用水压力和栖息地退化等风险的人口预计别达到9.51亿,11.5亿和12.9亿人。
农业生产力下降,粮食价格变化和极端天气事件增加的结合可能会加剧这部分旱地人口的贫困。“撒哈拉以南非洲和南亚干旱地区的贫困现象越来越集中,”报告指出,“总人口中有41%和12%分别生活在极端贫困中。”
不平等的加剧可能导致很多后果,包括推动跨境和国家内部的大规模人口迁移。报告警告说,当南亚及赤道地区变得过于炎热和干旱,人们被剥夺了生存之本,就有可能流离失所;而与此同时北方富裕地区气温的升高却可能增加农业及相关生产率。这将助长世界人口从南向北流动。参考眼下的各种移民风波和冲突,气候变化在未来很可能会成为地区冲突、难民等更加严峻的政治问题的推手。
5
粮食安全:四大支柱均受挑战
IPCC报告的另一项重点是分析气候变化如何影响粮食安全的四大支柱:数量(产量和生产)、可及性(粮食价格和人群获取食物的能力)、利用(营养和烹饪)和稳定性(数量受影响而出现波动)。
全球变暖、降水模式改变、以及极端气候事件增多,直接影响了全球作物的产量。在高纬度地区,气温升高在某种程度上增强了农业生产力,提高了一些作物,如玉米、棉花、小麦、甜菜的产量;而在低纬度地区,玉米,小麦,大麦等主粮的产量呈现下降的趋势。
比如在亚洲,包括中国北方在内的一些地区,由于气候变暖和农业创新等因素,导致水稻产量增加。在印度,研究发现从1981年到2009年,小麦产量减少了5.2%。而整个非洲大陆的主要作物如玉米,小麦,高粱和水果,包括芒果等产量在近些年都有所下降,导致个别国家及地区的营养不良现象日益严重。这些产量变化,都和气候变化有关。
在IPCC报告的预测中,气候变化对粮食产量的影响预计将在未来几十年间得到恶化。下图显示在严重的气候变化情景下,科学家预测2070-2099年间,玉米、小麦、大米和大豆的产量中位数变化。红色显示产量下降50%,而蓝色显示增长50%。这一预测结果清晰地显示出南北区域上的差异。
对于人类的日常生活而言,“粮食安全”同时意味着供应量充沛、价格合理。当粮食供应发生变化,将影响食物价格,甚至带来饥馑。
除了数量和价格,气候变化还会影响作物的营养价值,意味着人类可能需要吃更多的粮食才能获取同样的营养,或者营养不足。极端气候还会导致运输和供应链出现问题,影响地区性的粮食供应。这些因素都让粮食安全的形势更加严峻。无需赘言,发展中国家和穷人受到的冲击最大。
6
怎么办?组合拳+持久战
土地退化、荒漠化、强降雨、过量排放、粮食安全……种种危机和气候变化因素交叠在一起,形成一个复杂而顽固的结。尤其是当土地管理与人类生计息息相关的时候——70多亿人口要吃饱饭,土地必须保持生产力以维持粮食安全,又不能加剧气候变化……使得这个“结”看似更加难解。
在本次IPCC报告中,作者们反复强调“可持续土地管理”对应对气候变化的重大意义。这意味着决策者们需要通过一整套综合的,而不是单一的解决方案来缓减危机。在政策制定上打“组合拳”,似乎是当下这道难题的唯一解;而且它可能需要耐心、时间与清晰坚定的政治意愿。
报告从机构治理、市场建设、土地及粮食政策设计、评估实施等方面,为各国政府和决策者们提供了一套详细的 “组合拳路径”,同时还提出40个具体的通过土地应对气候变化的方案,包括采用可持续的土地管理和农业实践、停止砍伐森林、恢复受损的生态系统等。这些措施将有助于减少排放,提高土壤固碳潜力、使土地和依赖土地生活的人口更好地应对气候变化的冲击。
具体到农业措施,报告提出了很多操作,包括:种植绿肥和覆盖作物、减少翻耕、种植多年生作物、混林农业、充分利用秸秆和其他残余物资、加强多样性生产、适当的轮作、收集雨水、综合虫害防治、保护蜜蜂等授粉昆虫等。很多都是有机农业常用的操作手法。
〇南京时间农场每年会在插秧前种一茬紫云英作为绿肥。2019年5月1日,一群孩子和家长在田里游戏。食通社之前报导的很多生态小农就是在用可持续的方式开展农业生产,可回复“小农故事”获取更多文章 | 摄影:孟孟
政府和农业生产端之外,消费者也责无旁贷,因为“有些饮食习惯需要耗费更多的土地和水,排放更多的温室气体”。报告的专家建议公众采取更加均衡的饮食,即提高粗粮、豆类、水果和蔬菜在饮食中的比例,动物类蛋白质摄取以低排放、可持续生产的禽蛋肉类为主等。
〇不同的饮食习惯所产生的温室气体排放也不同。总的来说,越素,排放越少。
报告也明确地提醒政策制定者,减缓和适应气候变化不仅是一个科学和技术问题,也需要考虑到社会、经济、文化的因素,制定更加全面、周全的政策。
比如:考虑到男性和女性在气候变化脆弱性及适应能力上的不平等,实现性别平等也被列入了可持续方案。报告认为,提升女性的财务能力及土地所有权,可以实现更好的土地管理。
同样,“当地土著/原住民的农业知识,在缺乏长期工具和数据记录的情况下,可以发挥重大而关键的作用。” 在报告发布前举行的新闻发布会上,联合国原住民权利问题特别报告员Victoria Tauli-Corpuz表示,没有人比当地社区的人民更了解粮食、燃料和森林之间的冲突。他们身处一线,以数百年的知识为指导,非常适合管理、保护和恢复森林资源。
报告反复强调,无论是新技术应用还是政策制定,都不存在一种单一的“万能灵丹”。有些方式,如生物能源、碳捕获和储存技术,如果不经过深思熟虑便大规模执行——尤其是在那些已经实现大规模单一种植,对气候变化极其敏感的区域执行——反而会适得其反,危及粮食生产和供应安全。
7
可持续转型,时不我待
如果说以往“气候变化”议题吸引公众们更多关注温度、洋流、气流等看似“变动不居”的自然元素,如今它却要将我们的视线从“空中”拉回“脚下”了。IPCC的《气候变化与土地》特别报告为我们敲响了警钟:我们正在过度地、不可持续地使用和消耗土地。我们从事农业、获取食物的方式可以帮助应对气候变化,也有可能有损于气候。
只有迅速做出改变,人类才有可能避免气候危机,与地球和地球上的其它生物、包括人类自己,和平相处,继续繁衍生息。
●关于IPCC和本报告,请浏览官网:
https://www.ipcc.ch/2019/08/08/land-is-a-critical-resource_srccl/
什么是IPCC和周期评估?
政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,简称IPCC)是评估气候变化相关科学的联合国机构,1988年由联合国环境规划署(UN EP)和世界气象组织(WMO)建立,IPCC对WMO及联合国所有195个成员国开放。
在成立至今的31年时间里,IPCC共完成了5轮关于气候变化的评估报告。前五个评估周期的公布分别是1990年、1995年、2001年、2007年和2014年。而今年这份《气候变化与土地》是六个评估周期中正在编写的三份特别报告之一(另外两份特别报告是2018年发表的《全球升温1.5°C特别报告》,和即将在今年10月份发表的《海洋和冰冻圈特别报告》。
2007年,IPCC因其集结科学共识,向公众传播气候变化资讯的贡献,而获得了诺贝尔和平奖。

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原作者: 王春晖

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