《全球极端天气频发危及人类粮食安全》

  • 来源专题:大气污染防治
  • 编译者: APC
  • 发布时间:2019-05-29
  • 今年以来,全球小麦、玉米、水稻三大主粮产区,均受到极端天气影响。传统的小麦出口国澳大利亚因遭遇严重干旱,时隔12年后首次计划进口小麦;玉米出口大国美国因受阴雨天气影响,播种创历史同期最低水平;同受干旱影响,水稻出口国菲律宾也出现大规模歉收。  

    海洋渔业情况也不妙,受厄尔尼诺现象影响,今年日本周围海域海水温度升高,海苔产量达到46年来最低点。  

    干旱与洪涝在全球小麦、玉米、水稻主产区共发,严重威胁全球粮食安全。美国经济学家Michael Snyder忧心忡忡地写道,一场席卷全球的粮食危机正在逼近。  

    朝鲜近期发布的备忘录显示,受高温、干旱、洪水等因素影响,朝鲜粮食产量大幅下降,目前已下调人均每日口粮配给;受厄尔尼诺影响,非洲粮食安全也面临严峻挑战。  多位气候专家分析认为,全球气候系统变暖趋势加强,造成了极端天气气候事件趋多趋强,气候风险水平上升。  

    世界气象组织数据显示,2018年全球平均温度比1981年至2010年平均值偏高0.38℃,过去五年是全球有完整气象观测记录以来最暖的五个年份。而英国气象局预测说,2019年至2023年可能比过去5年还要热。  

    中国气象局最近发布的《中国气候变化蓝皮书(2019)》显示,2018年,亚洲陆地表面平均气温比常年值偏高0.58℃。  

    中国南京农业大学联合全球18个国家的47所高校和科研机构研究发现,全球增温1.5℃至2℃,对于包括印度、非洲部分国家在内的小麦生长季高温且缺少降雨的区域来说,小麦产量呈显著下降趋势,极端低产风险明显加大。而这些产量风险加大的地区目前多属经济欠发达区域,气候变化将加剧这些区域的粮食安全问题。  

    英国利兹大学战略研究院院长蒂姆·本顿表示,气候变暖尤其是极端天气增加将改变粮食产量、质量和病虫害的分布,从而对粮食供应体系产生影响和冲击,未来全球粮食供应体系将变得更脆弱和低效。  

    联合国粮农组织数据显示,世界长期受粮食短缺影响的人数从2015年开始不降反增。非洲特别是撒哈拉以南非洲地区的粮食安全状况不断恶化。尤其是受厄尔尼诺等因素影响,非洲南部和东部多国遭遇严重干旱或洪水,粮食产量和牲畜数量出现大幅下降。  

    以色列希伯来大学教授阿利扎·弗莱舍建议,各国必须加大科技创新,增加农业适应气候变暖的能力,在作物品种的选择、灌溉技术和管理的改进以及土地更加有效利用等方面做出努力。  

    中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区。中国气候风险指数总体也呈升高趋势,1991年至2018年中国平均气候风险指数较1961年至1990年平均值增加了54%。  

    粮食安全专家则建议,鉴于气候变化影响到粮食安全和人类营养,需要考虑改变人类饮食结构、减少浪费,增加全球食品体系的可持续性和高效性。

相关报告
  • 《CSIRO聚焦全球粮食安全未来计划》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:田儒雅
    • 发布时间:2017-11-27
    • 加拿大联邦科学与工业组织(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization,CSIRO)关于澳大利亚未来农业发展情况预测项目吸引了国际社会众多目光,因为该项目具有极大潜力改善发展中国家粮食安全状况。 国际玉米小麦改良中心(The International Maize and Wheat Improvement Center,西班牙语缩写为CIMMYT)是全球培育高产粮食品种和改良耕作方式的领头羊。 史蒂芬•哈特菲尔德•多兹(Steve Hatfield-Dodds)博士作为CSIRO整合科学与建模工作的带头人,受邀参加了这周在墨西哥举行的CIMMYT 50周年纪念宴会,并在会上发表关于2015年澳大利亚国家展望报告。 此次会议的主题为“将研究转换为影响力:过去、现在和未来”。该报告第一次将9个国家和世界模式相联系,对经济活动、农业和粮食、能源、水、土地利用、生物多样性、物流和气候变化问题进行了综合分析。 “这次展望报告的目的在于寻找并探索澳大利亚应对未来错综复杂挑战的解决办法,以便更好地满足未来国家和全球人口增长的需求。”哈特菲尔德博士表示。“这些并不只是澳大利亚的挑战, CIMMYT可以想见,CSIRO是如何以灵活而综合的方案,来帮助多元化发展中国家识别并测试减少贫困、改善粮食安全状况的可能性。” CIMMYT最为人所知的工作是给世界人口提供更加耐寒、产量更高的小麦和玉米品种,有研究预计这仅能满足未来一半的粮食需求。余下的一半需要依赖更高产、更高效的耕作体系,比如:精密的玉米和小麦耕作体系,同时也需要更有效地利用土壤、水和肥料等资源。 哈特菲尔德博士表示:“这一展望报告指出,在澳大利亚,想要农业繁荣发展,我们需要集中精力革新技术,加强基础设施,满足农产品出口的需求并开发新市场。最重要的是,该报告强调了农业生产力的重要性,需持续提高农业生产力以满足全球更大的需求,同时也指出粮食和能源价格可能会上涨。” 这份报告还提到了减少碳排放、推动农民自发节能和农业收入多样化等方面的巨大机遇。报告对农业在气候变化背景下未来将会面临的挑战提出了警示;同时也表示,只要方法得当,可持续性和经济发展可以齐头并进而非相互约束。 CSIRO和CIMMYT在过去五十年间合作甚广。尤其关注的一个合作重点是培育抗锈小麦品种,以解决每年数百万吨小麦的锈菌问题,节省其造成的全球粮食安全成本。CSIRO的科研人员已经为当地和全球提供了小麦育种员,其中有20余位基因标记员,这使得企业距解决这一富贵病仅剩一步之遥。 (编译 田儒雅)
  • 《RNA干扰技术为全球粮食安全提供技术支撑》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:李楠
    • 发布时间:2017-11-28
    • 黄曲霉毒素是一种高毒性物质,即便很少量也会侵染整片农田。世界范围内的农作物几乎都易感染各种类型的曲霉真菌,这些真菌会代谢出黄曲霉毒素,这种毒素一般不会直接导致人的死亡,但它会使人容易感染疾病,危害人体健康。例如,黄曲霉毒素会影响孩子们的正常发育,提升患肝癌的风险,而且会让人们更易感染HIV病毒和疟疾。 在美国,一旦检验结果显示粮食中黄曲霉毒素高达20ppb(比例相当于1滴水比83立方米的水)以上,那么这些粮食则需全部焚烧。然而在许多发展中国家和地区,尤其是非洲一些地区粮食的黄曲霉毒素已高达100,000ppb,由于当地缺乏黄曲霉毒素检测条件,人们一般都是种什么吃什么。 为了给全球粮食安全提供技术支撑,在比尔及梅琳达·盖茨基金会(Bill and Melinda Gates Foundation)的支持下,亚利桑那大学(University of Arizona)植物科学学院(School of Plant Sciences)助教兼BIO5研究院研究员莫妮卡·施密德(Monica Schmidt)和他的科研团队利用生物的自然机体特征,进而引入运用转基因玉米植物产生的RNA小分子干扰,测试这种做法是否可以预防植物感染曲霉菌病毒。这项技术叫做寄主诱导的基因沉默技术(host-induced gene silencing, HIGS),它是建立在此前科学家研究的基础之上,即在植物感染毒素过程中,植物和真菌之间有转移核酸小分子的现象。 HIGS与现有技术相比,其独特优势在于,它可以在粮食生长期间第一时间控制真菌毒素的产生,将黄曲霉毒素逐出人类食物链。而其他方法都是在粮食收割后或贮存时控制毒素,例如在粮食贮藏时,利用太阳能风扇将空气吸出;或将粮食密封在贮藏袋中,使真菌无法在无氧环境下生存。 彼得·考迪(Peter Cotty)教授也是RNA干扰的研究者,同时也是美国农业部(U.S. Department of Agriculture)的植物病理学家及亚利桑那大学植物科学学院的研究员,他也发现一种防止毒素产生的方法,即:向植物体喷洒无法生成毒素的曲霉菌菌株,来防止病原在植物体中形成。此外,一些研究者曾尝试培育抗真菌谷物,但由于人类已知的抗真菌蛋白数量有限,这一研究还未能取得明显效果。 基于RNA干扰机制,利用寄主诱导的基因沉默技术(host-induced gene silencing, HIGS),是一种有前途的方法,有助于防止数百万吨的粮食每年免于真菌病害,该研究结果已经发表在《科技进展》(Science Advances) 。 在研究中,研究人员利用DNA重组技术将玉米进行转基因改良,转基因玉米携带小分子的RNA遗传物质,每个分子包含20个碱基对,而且只存在于玉米籽粒中而非整株植物。在玉米植物体生长过程中,玉米籽粒不断产生RNA,发卡形状的RNA一旦进入真菌细胞,就会与真菌自身RNA的相应目标序列结对,这样真菌的RNA就无法合成酶,进而无法生成毒素,这一过程即被称为RNA干扰。这一过程阻止了毒素的形成,但却不会影响真菌正常无害的生长,真菌也依旧会依附在植物体上。 施密德教授团队还将曲霉菌注入转基因玉米,静置1个月,与未经任何处理的植物进行对比实验。研究人员发现未经控制的植物体生成1000—2000ppb的黄曲霉毒素,而转基因植物却未探测出有任何毒素生成。“虽然最低探测值不是零,但也足以说明这些粮食对人体无害”施米德教授解释道。 这类转基因植物体是否会有副作用也是施密德教授团队的研究内容。通过对几千个非转基因和转基因的核RNA转录进行实验,发现二者在基因表达方面没有任何明显差异,唯一的不同就是转基因植物体可以阻止毒素的形成。 施密德教授和她的团队希望这一成果对于提高非洲的粮食安全有帮助,因为黄曲霉毒素正严重威胁着非洲人民的粮食安全。但在全球的农业领域内应用这项新技术还需要经过广泛的实地测试。 (编译 李楠,编审 张学福)