日前，哈佛大學的研究人員稱氣候變化不僅會影響農作物生長，而且還會降低農作物的營養價值，尤其是小麥、玉米和稻穀。儘管有這樣的擔憂，科學家們認為可以培育出主食農作物的新品種，使其更好地抵禦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。

　　 泰國木薯種植的奇跡

　　把泰國木薯種子與委內瑞拉1967年的種子樣本雜交培育。這種新木薯可以更好地適應多樣化的生長條件，對土壤品質影響較少，而且單株生産量提高

　　適應性培育的絕佳案例是20世紀90年代初在泰國所做的實驗。木薯，也稱為絲蘭或樹薯，雖是糧食安全和農民生計的關鍵，卻在高海拔地區種植時侵蝕土壤，並造成土壤肥力下降。經濟學家擔心木薯給泰國農民帶來大豐收的景象將要結束。

　　而今天，泰國是世界上最大的農作物出口國，佔據幹木薯市場份額的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於地球另一端。

　　哥倫比亞國際熱帶農業研究中心（縮寫CIAT）科學家與泰國農業大學合作，把泰國木薯種子與委內瑞拉1967年的種子樣本雜交培育。這種新木薯可以更好地適應多樣化的生長條件，對土壤品質影響較少，而澱粉含量也較高，這也使得單株生産量提高，農作物總産量增加。在種植木薯的收入對比中，泰國農民的收入高於其他任何一個國家的農民。

　　當科學家收集委內瑞拉木薯種子時並沒有預想其具體用途，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後，他們也進行了更多的試驗，包括抗擊極端天氣以及抵禦疾病、害蟲和乾旱天氣的能力，以便農作物適應未知的挑戰。

　　急速減少的作物種類

　　西班牙在20世紀70年代曾有400多種瓜，而現在僅有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裏找到

　　眾所週知，全球範圍內都出現了生物多樣性缺失，而農田裏的情況是最糟糕的。比如，西班牙在20世紀70年代曾有400多種瓜，而現在僅有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%。儘管減少了多少傳統植物種類不得而知，但是在過去的50多年裏，許多種子只能在種子庫裏找到。

　　氣候變化和其他人為因素造成的環境惡化使我們逐漸失去食物供給的多樣性。例如，氣候學家預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，這不僅會降低農業産量，而且還會影響新植物種類的産生。

　　氣溫升高將會減少作物産量，並降低其營養價值，激增的人口卻還需要更多的食物。因此，我們需要種子庫裏的種子。

　　應對氣候變化、害蟲和疾病肆虐的關鍵就是保護生物多樣性。農作物多樣性是農業適應性的基礎，也關乎今後世界人口是否能夠飽腹。我們正走向一個不確定的、由氣候説話的明天，在此過程中，農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的叢枝病。

　　專家認為，現在急需收集和保存能夠支援世界糧食供給的種子，並且需要在這些糧食作物滅絕前找到它們。農作物多樣性保護是未來農業應對氣候變化的基礎。

　　給種子建立“備份”庫

　　基因庫中儲存了12萬多種傳統類型的小麥以及20種野生小麥，包括許多來自幹熱氣候的小麥種子，這也為今後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，保衛著成千上萬種種子、根系以及植物的其他部分。而關鍵在於，它們需要長期保護。CIAT在提供樣本給泰國研究者之前就已關注木薯種植，包括確保種子存活以及可複製性長達20多年了。

　　肩負長期保護的重責，全球作物多樣性信託基金與同屬於國際農業研究磋商組織的國際熱帶農業研究中心以及其他十所相關的農業研究機構合作，在基因庫中長期保存了近80萬個作物樣本。正因為這樣，泰國木薯種植的奇跡才能夠一次次重現。

　　除此之外，信託基金也參與管理了北冰洋小島上的斯瓦爾巴全球種子庫，以便確保在發生衝突、災難或削減研究經費的情況下，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，用於種子的備份。

　　國際農業研究磋商組織基金理事會給予全球作物多樣性信託基金、國際熱帶農業研究中心以及國際農業研究磋商組織以經濟援助。而基金理事會是由國際捐贈者以及世界銀行注資的。儘管40年前是世行推動了國際農業研究磋商組織的成立，但隨著世界各地農作物生長條件因全球變暖而改變，適應性研究也如雨後春筍般出現。

　　例如，小麥提供了全球膳食中四分之一的卡路裏。基因庫中儲存了12萬多種傳統類型的小麥以及20種野生小麥，包括許多來自幹熱氣候的小麥種子，這也為今後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，科學家可以找到能夠抵禦氣候變化且産出和營養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産性和高適應性特點的農作物。為此，專家呼籲國際社會加快收集和保存野生和培育的農作物種子的進程。要知道，在農作物生産領域，任何一次由於氣候變化所引起的減産都會使人類付出慘痛的代價。

　　稿件及圖片來源：環球科學（《科學美國人》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”

　　據國外媒體報道，洋流可將海洋中重要的營養物質傳輸至淺海域，目前，科學家通過對600年前樹木年輪的研究分析，發現洋流可以影響魚類和其他海洋生物，以及如何改變海洋棲息環境。

　　科學家對600年前樹木年輪的數據記錄分析，發現美國西海岸涌升流的強度從1950年開始發生顯著變化。海岸涌升流是由冬季風形成，富含營養物質的海水將衝至淺海域，這些營養物質促進陽光照射淺海域浮游生物的生長。自1950年以來，美國加州海域出現比過去5個世紀更弱的海岸涌升流，研究人員發現出現較弱海岸涌升流的年份關聯著魚類數量緩慢增長，以及海鳥較低的繁殖率。

　　美國德克薩斯州大學海洋科學副教授布賴恩·布拉克稱，導致海岸涌升流的氣候也將阻止即將登岸的風暴，這將帶來乾旱，導致樹木發育不良。加州海岸的藍橡樹對於冬季降水尤其敏感。

　　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和差季節，直徑較大的年輪暗示著當年樹木處於較好的生長季節。研究人員發現，樹木生長和海洋生態系統健康狀態存在著反向關係。

　　布拉克解釋稱，冬季我們看到樹木健康生長，卻發現海洋生態系統較差。海岸涌升流通常形成于冬季出現強高壓天氣系統，涌升流將攪動海洋營養物質層，生活在海面的浮游生物依賴於營養物質季節性匯集，這些微生物是海洋生態系統最底層生物鏈，它們大量繁殖將促使魚類和海鳥數量增多。

　　通過對比樹木年輪數據與魚類、海鳥數量統計，研究人員發現較弱海岸涌升流與大量樹木生長存在著對應關係，當時海洋中的魚類和海鳥數量並不樂觀。

　　美國阿肯色州大學地球科學教授、樹木年輪專家大衛·斯塔勒基於年輪勘測分析，發現在過去600年裏出現的10次最弱海岸涌升流中，1950年之後出現了4次，1850年之後出現了7次。

　　目前，這項研究報告詳細資訊發表在9月18日出版的《科學》雜誌上。