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由于大气中二氧化碳含量升高，未来农作物产量的预期增长将被与气候变化相关的压力因素所抵消。研究人员敦促，现在是时候通过开发经得起未来考验的品种来做好准备了。

5年前，当联合国启动可持续发展目标时，全球社会团结在到2030年实现零饥饿的雄心之下。从那时起，世界饥饿状况继续上升。根据粮农组织今年发布的一份报告，目前全球近9%的人口营养不良。气候变化被认为是破坏改善营养获取的努力的一个主要因素。

这种情况只会变得更糟。发表在《全球变化生物学》(Global Change Biology)杂志上的一项新研究表明，气候变化的负面影响将超过任何可能因大气中二氧化碳的增加而导致的作物增产，这增加了为不断增长的全球人口提供充足营养的挑战。

预测农作物产量的变化

在过去的30年里，一个由横跨五大洲的14个长期研究机构组成的网络模拟了未来的二氧化碳水平，以预测其对农作物的影响。这些“自由空气浓度富集”(FACE)实验是在“真实”的野外条件下进行的，研究人员认为这种方法允许他们捕捉“影响作物生长和产量的复杂环境因素”。

这篇新发表的评论名为“预测作物如何应对气候变化”，它通过观察30年来的面部数据来预测全球作物产量可能会如何受到不断上升的二氧化碳水平和其他因素的影响。

美国农业部农业研究局(USDA-ARS)的研究植物生理学家、合著者丽莎·安斯沃斯说:“回过头来看看在这些实验的整个过程中二氧化碳浓度增加了多少，真是令人震惊。”

“我们正在达到30年前第一批二氧化碳处理的浓度。我们可以在目前的大气中检查第一批人脸实验的结果，这种想法令人不安。”

这组科学家预测，在无压力条件下，当二氧化碳水平增加百万分之200时，那些在将二氧化碳和阳光转化为能量方面效率较低的作物——包括大豆、木薯和水稻——可能会增产18%。研究发现，豆类和块根类作物产量增加较多，谷类产量减少。

“那么，随着二氧化碳的增加，我们是否应该期待一笔丰厚的财富呢?”伊利诺斯大学(University of Illinois)伊肯伯里捐赠大学(Ikenberry endowment University)作物科学和植物生物学主席、卡尔·r·沃斯(Carl R. Woese)基因组生物学研究所(Institute for Genomic Biology)成员斯蒂芬·朗(Stephen Long)问道。

可悲的是，这并不是因为二氧化碳的上升是全球气候系统变化的主要原因。预计的2摄氏度的温度上升，主要是由二氧化碳的增加引起的，可能会使我们的一些主要作物的产量减半，抵消二氧化碳带来的任何收益。”

缺氮使平均产量增加减少到10%，升温约2摄氏度也是如此。

产量的质量和数量也受到影响。研究人员得出结论，二氧化碳的增加导致了重要的营养损失。他们指出，许多作物显示出较低的矿物质营养素和蛋白质含量。

与此同时，在大气中二氧化碳含量较高的环境下生产的作物“相当”更容易受到病虫害的伤害。

该研究总结说，随着更多的二氧化碳被释放到大气中，这些因素超过了全球农业系统所能看到的生产力增长。

安斯沃思说:“很多人都认为二氧化碳的增加对农作物来说是一件好事:二氧化碳的增加会让世界的森林变得更绿，增加农作物的产量。”最近的研究稍微挑战了这一假设。我们发现，当你面临其他压力时，你并不总是能从升高的二氧化碳中获益。”