日前，哈佛大學(xué)的研究人員稱氣候變化不僅會影響農(nóng)作物生長，而且還會降低農(nóng)作物的營養(yǎng)價值，尤其是小麥、玉米和稻谷。盡管有這樣的擔(dān)憂，科學(xué)家們認(rèn)為可以培育出主食農(nóng)作物的新品種，使其更好地抵御高濃度的二氧化碳或者其他氣候變化。但在培育過程中，缺乏多樣的植物樣本是最大的挑戰(zhàn)。

　　 泰國木薯種植的奇跡

　　把泰國木薯種子與委內(nèi)瑞拉1967年的種子樣本雜交培育。這種新木薯可以更好地適應(yīng)多樣化的生長條件，對土壤質(zhì)量影響較少，而且單株生產(chǎn)量提高

　　適應(yīng)性培育的絕佳案例是20世紀(jì)90年代初在泰國所做的實(shí)驗(yàn)。木薯，也稱為絲蘭或樹薯，雖是糧食安全和農(nóng)民生計的關(guān)鍵，卻在高海拔地區(qū)種植時侵蝕土壤，并造成土壤肥力下降。經(jīng)濟(jì)學(xué)家擔(dān)心木薯給泰國農(nóng)民帶來大豐收的景象將要結(jié)束。

　　而今天，泰國是世界上最大的農(nóng)作物出口國，占據(jù)干木薯市場份額的70%以及木薯粉市場份額的90%。解決泰國這一難題的靈感來自于地球另一端。

　　哥倫比亞國際熱帶農(nóng)業(yè)研究中心（縮寫CIAT）科學(xué)家與泰國農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，把泰國木薯種子與委內(nèi)瑞拉1967年的種子樣本雜交培育。這種新木薯可以更好地適應(yīng)多樣化的生長條件，對土壤質(zhì)量影響較少，而淀粉含量也較高，這也使得單株生產(chǎn)量提高，農(nóng)作物總產(chǎn)量增加。在種植木薯的收入對比中，泰國農(nóng)民的收入高于其他任何一個國家的農(nóng)民。

　　當(dāng)科學(xué)家收集委內(nèi)瑞拉木薯種子時并沒有預(yù)想其具體用途，但他們也明白盡可能多的收集不同種類的重要性。收集了更多種類的種子后，他們也進(jìn)行了更多的試驗(yàn)，包括抗擊極端天氣以及抵御疾病、害蟲和干旱天氣的能力，以便農(nóng)作物適應(yīng)未知的挑戰(zhàn)。

　　急速減少的作物種類

　　西班牙在20世紀(jì)70年代曾有400多種瓜，而現(xiàn)在僅有12種。從1900年以來，印度稻米種類減少了90%，美國果蔬種類也減少了90%，許多種子只能在種子庫里找到

　　眾所周知，全球范圍內(nèi)都出現(xiàn)了生物多樣性缺失，而農(nóng)田里的情況是最糟糕的。比如，西班牙在20世紀(jì)70年代曾有400多種瓜，而現(xiàn)在僅有12種。從1900年以來，印度稻米種類減少了90%，美國果蔬種類也減少了90%。盡管減少了多少傳統(tǒng)植物種類不得而知，但是在過去的50多年里，許多種子只能在種子庫里找到。

　　氣候變化和其他人為因素造成的環(huán)境惡化使我們逐漸失去食物供給的多樣性。例如，氣候?qū)W家預(yù)測全球變暖將使安第斯山脈所在的許多地方溫度升高，降水量下降，這不僅會降低農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，而且還會影響新植物種類的產(chǎn)生。

　　氣溫升高將會減少作物產(chǎn)量，并降低其營養(yǎng)價值，激增的人口卻還需要更多的食物。因此，我們需要種子庫里的種子。

　　應(yīng)對氣候變化、害蟲和疾病肆虐的關(guān)鍵就是保護(hù)生物多樣性。農(nóng)作物多樣性是農(nóng)業(yè)適應(yīng)性的基礎(chǔ)，也關(guān)乎今后世界人口是否能夠飽腹。我們正走向一個不確定的、由氣候說話的明天，在此過程中，農(nóng)作物研究者還需要不斷解決新問題——比如東南亞木薯近來出現(xiàn)的叢枝病。

　　專家認(rèn)為，現(xiàn)在急需收集和保存能夠支持世界糧食供給的種子，并且需要在這些糧食作物滅絕前找到它們。農(nóng)作物多樣性保護(hù)是未來農(nóng)業(yè)應(yīng)對氣候變化的基礎(chǔ)。

　　給種子建立“備份”庫

　　基因庫中儲存了12萬多種傳統(tǒng)類型的小麥以及20種野生小麥，包括許多來自干熱氣候的小麥種子，這也為今后改善小麥的口感提供了樣本

　　CIAT保存了大量的珍稀植物，擁有世界各地1700多個基因庫中的一個，保衛(wèi)著成千上萬種種子、根系以及植物的其他部分。而關(guān)鍵在于，它們需要長期保護(hù)。CIAT在提供樣本給泰國研究者之前就已關(guān)注木薯種植，包括確保種子存活以及可復(fù)制性長達(dá)20多年了。

　　肩負(fù)長期保護(hù)的重責(zé)，全球作物多樣性信托基金與同屬于國際農(nóng)業(yè)研究磋商組織的國際熱帶農(nóng)業(yè)研究中心以及其他十所相關(guān)的農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)合作，在基因庫中長期保存了近80萬個作物樣本。正因?yàn)檫@樣，泰國木薯種植的奇跡才能夠一次次重現(xiàn)。

　　除此之外，信托基金也參與管理了北冰洋小島上的斯瓦爾巴全球種子庫，以便確保在發(fā)生沖突、災(zāi)難或削減研究經(jīng)費(fèi)的情況下，植物種子可以得到保存。這個種子庫安裝有自動防故障裝置，用于種子的備份。

　　國際農(nóng)業(yè)研究磋商組織基金理事會給予全球作物多樣性信托基金、國際熱帶農(nóng)業(yè)研究中心以及國際農(nóng)業(yè)研究磋商組織以經(jīng)濟(jì)援助。而基金理事會是由國際捐贈者以及世界銀行注資的。盡管40年前是世行推動了國際農(nóng)業(yè)研究磋商組織的成立，但隨著世界各地農(nóng)作物生長條件因全球變暖而改變，適應(yīng)性研究也如雨后春筍般出現(xiàn)。

　　例如，小麥提供了全球膳食中四分之一的卡路里?；驇熘袃Υ媪?2萬多種傳統(tǒng)類型的小麥以及20種野生小麥，包括許多來自干熱氣候的小麥種子，這也為今后改善小麥的口感提供了

　　樣本。通過研究這些保存下來的小麥，科學(xué)家可以找到能夠抵御氣候變化且產(chǎn)出和營養(yǎng)價值更高的小麥品種。

　　在未來，需要政府和公眾攜手，共同培育糧食作物，這可以大幅增加培育具有多產(chǎn)性和高適應(yīng)性特點(diǎn)的農(nóng)作物。為此，專家呼吁國際社會加快收集和保存野生和培育的農(nóng)作物種子的進(jìn)程。要知道，在農(nóng)作物生產(chǎn)領(lǐng)域，任何一次由于氣候變化所引起的減產(chǎn)都會使人類付出慘痛的代價。

　　稿件及圖片來源：環(huán)球科學(xué)（《科學(xué)美國人》中文版）

　　作者：蕾切爾·凱特翻譯：張櫟文

　　■延伸閱讀

　　樹木年輪：記錄氣候變化的“歷史書”

　　據(jù)國外媒體報道，洋流可將海洋中重要的營養(yǎng)物質(zhì)傳輸至淺海域，目前，科學(xué)家通過對600年前樹木年輪的研究分析，發(fā)現(xiàn)洋流可以影響魚類和其它海洋生物，以及如何改變海洋棲息環(huán)境。

　　科學(xué)家對600年前樹木年輪的數(shù)據(jù)記錄分析，發(fā)現(xiàn)美國西海岸涌升流的強(qiáng)度從1950年開始發(fā)生顯著變化。海岸涌升流是由冬季風(fēng)形成，富含營養(yǎng)物質(zhì)的海水將沖至淺海域，這些營養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)陽光照射淺海域浮游生物的生長。自1950年以來，美國加州海域出現(xiàn)比過去5個世紀(jì)更弱的海岸涌升流，研究人員發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)較弱海岸涌升流的年份關(guān)聯(lián)著魚類數(shù)量緩慢增長，以及海鳥較低的繁殖率。

　　美國德克薩斯州大學(xué)海洋科學(xué)副教授布賴恩·布拉克稱，導(dǎo)致海岸涌升流的氣候也將阻止即將登岸的風(fēng)暴，這將帶來干旱，導(dǎo)致樹木發(fā)育不良。加州海岸的藍(lán)橡樹對于冬季降水尤其敏感。

　　樹木每年都會增長形成一圈年輪，通過切開樹皮觀察分析樹木橫切面，科學(xué)家計算年輪從而確定樹木的年齡。樹木年輪的差異揭示著生長好季節(jié)和差季節(jié)，直徑較大的年輪暗示著當(dāng)年樹木處于較好的生長季節(jié)。研究人員發(fā)現(xiàn)，樹木生長和海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)存在著反向關(guān)系。

　　布拉克解釋稱，冬季我們看到樹木健康生長，卻發(fā)現(xiàn)海洋生態(tài)系統(tǒng)較差。海岸涌升流通常形成于冬季出現(xiàn)強(qiáng)高壓天氣系統(tǒng)，涌升流將攪動海洋營養(yǎng)物質(zhì)層，生活在海面的浮游生物依賴于營養(yǎng)物質(zhì)季節(jié)性匯集，這些微生物是海洋生態(tài)系統(tǒng)最底層生物鏈，它們大量繁殖將促使魚類和海鳥數(shù)量增多。

　　通過對比樹木年輪數(shù)據(jù)與魚類、海鳥數(shù)量統(tǒng)計，研究人員發(fā)現(xiàn)較弱海岸涌升流與大量樹木生長存在著對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)時海洋中的魚類和海鳥數(shù)量并不樂觀。

　　美國阿肯色州大學(xué)地球科學(xué)教授、樹木年輪專家大衛(wèi)·斯塔勒基于年輪勘測分析，發(fā)現(xiàn)在過去600年里出現(xiàn)的10次最弱海岸涌升流中，1950年之后出現(xiàn)了4次，1850年之后出現(xiàn)了7次。

　　目前，這項(xiàng)研究報告詳細(xì)信息發(fā)表在9月18日出版的《科學(xué)》雜志上。