1、第27卷?第4期2009年12月干?旱?氣?象JournalofAridMeteologyVo.l27?No.4Dec2009文章編號:10067639(2009)04036706氣候變化對食品安全的影響李?裕12張?強13王潤元1肖國舉4王?勝1(1.中國氣象局蘭州干旱氣象研究所甘肅省干旱氣候變化與減災(zāi)重點實驗室中國氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點開放實驗室甘肅?蘭州?7300202.西北民族大學(xué)化工學(xué)院甘肅?蘭州?7300303.甘肅省

2、氣象局甘肅?蘭州?7300204.寧夏大學(xué)生物工程研究所寧夏?銀川?750021)摘?要:最近一系列的研究集中討論氣候變化對農(nóng)產(chǎn)品、陸地利用、污染和生物多樣性的影響意味著氣候變化對食品安全的影響已成為廣泛關(guān)注和研究的焦點。雖然如此氣候變化對消費者的食物和飼料安全影響的專題研究報道仍然很少。通過文獻綜述主要圍繞氣候變化對種植業(yè)和畜牧業(yè)的影響分析氣候變化對食品安全的各種影響。一般認(rèn)為種植業(yè)是農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中對氣候變化反映最為敏感的環(huán)節(jié)氣候參數(shù)

3、如溫度、干旱、降雨、風(fēng)和CO2水平的變化將改變農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥投入引起土壤退化加重作物害蟲、昆蟲和病害受災(zāi)程度。氣候變化對畜牧業(yè)也將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響而且極端天氣如洪水和熱浪伴隨的食品病原菌污染都對將來的食品安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此在氣候變化背景下人類將面臨食品安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。關(guān)鍵詞:氣候變化食品安全環(huán)境變化中圖分類號:Q142.2???????文獻標(biāo)識碼:A??收稿日期:20090914改回日期:20091015??基金項目:國家自然科學(xué)基金

4、重點項目?黃土高原陸面過程觀測試驗研究?(40830957)和公益性氣象行業(yè)科研專項?西北地區(qū)旱作農(nóng)業(yè)對氣候變暖的響應(yīng)特征及其預(yù)警和應(yīng)對技術(shù)研究?(GYHY200806021)共同資助??作者簡介:李裕(1964)男甘肅會寧人博士副教授主要從事干旱氣候與環(huán)境領(lǐng)域研究.Emai:llifumeng@yahoo.com.cn引?言世界衛(wèi)生組織定義食品安全為數(shù)量充足、安全和營養(yǎng)豐富的食品。這一概念有2層意思:一是指食品的數(shù)量屬性即足夠數(shù)量的食

5、品是人類生存、勞動和繁衍的最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)二是食品的安全屬性在保障人類?吃飽?的同時還要求食品有利于人類的健康無毒、無害、符合一定的營養(yǎng)要求不存在可能危及消費者及其后代的隱患所謂?從農(nóng)田到餐桌?的安全包括生產(chǎn)安全、加工安全、經(jīng)營安全、現(xiàn)實安全和未來安全。為了解決?吃飽?的問題從1萬a前的農(nóng)業(yè)文明開始人類就已認(rèn)識到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣候因素溫、濕度和降雨的密切關(guān)系并在長期農(nóng)業(yè)實踐中取得了?順天時量地利?適應(yīng)氣候環(huán)境的巨大成功。然而就在人類基本上解

6、決?吃飽?問題并積極探索解決?安全和營養(yǎng)?問題的關(guān)鍵時刻全球氣候變化又對人類提出了一個嚴(yán)肅的問題氣候變化是否影響食品安全雖然IPCC的全球氣候變化的評估中已經(jīng)關(guān)注氣候變化對發(fā)展中國家食品安全的負(fù)面影響尤其是非洲糧食產(chǎn)量可能下降的問題但對于氣候變化對食品生產(chǎn)系統(tǒng)從?農(nóng)田到餐桌?(初級生產(chǎn)、運輸和貿(mào)易)的影響仍然缺乏全面的認(rèn)識。現(xiàn)在預(yù)估由于氣候變化21世紀(jì)末全球平均溫度可能會升高1.1~6.4?降雨、干旱和降雪量將發(fā)生季節(jié)性和地區(qū)性的重大變

7、化(圖1)。一些學(xué)者因此預(yù)測氣候變化將引起農(nóng)業(yè)季節(jié)性、可耕地的變遷和作物產(chǎn)量的變化以及土壤質(zhì)量等方面深刻的變化還可能引起植物害蟲數(shù)量和種類的波動以及改變病菌的分布以及在食用動植物產(chǎn)品、家畜和人類傳播的途徑[12]。同時甚至有的學(xué)者呼吁?如若不能采取及時措施全球農(nóng)業(yè)產(chǎn)量將面臨下降風(fēng)險動搖食品安全的基礎(chǔ)[2]?。氣候變化可能成為?綠色革命?以來人類即將在食品安全問題中面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。國內(nèi)外的大量研究集中報道了氣候變化對農(nóng)產(chǎn)品、陸地利用、污

8、染和生物多樣性等方面的影響但對于氣候變化對食品安全影響的專題研究報道仍然較少。本文通過文獻綜述主要圍繞氣候變化對種植業(yè)和畜牧業(yè)的影響討論氣候變化對食品安全的各種影響。雨量將比現(xiàn)在增加40%將變得適宜種植玉米產(chǎn)量將可能提高30%~50%[4]。但由于整個大陸中部地區(qū)夏季可能面臨較大的干旱風(fēng)險一些地區(qū)包括南歐及歐洲東南部包括葡萄牙、西班牙、法國南部、意大利、斯洛文尼亞、希臘、馬耳他、塞浦路斯、保加利亞和羅馬尼亞南部的廣大地區(qū)年平均溫度上升4

9、~5?的情況下供水能力減少可能使已有的水電設(shè)施尤其在夏天面臨癱瘓風(fēng)險氣溫升高可能將引起農(nóng)業(yè)產(chǎn)量下降10%~30%同時干旱、熱浪、土壤和生態(tài)系統(tǒng)退化最終導(dǎo)致沙漠化[5]。國內(nèi)研究報道氣候變化尤其是極端氣候條件對糧食生產(chǎn)的沖擊強度在加大我國每年由于氣象災(zāi)害造成的農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟損失達1000多億元約占國民生產(chǎn)總值的3%~6%[6]。現(xiàn)在預(yù)估到2030年中國種植業(yè)產(chǎn)量在總體上因全球變暖可能會減少5%~10%左右其中小麥、水稻和玉米3大作物均以減產(chǎn)

10、為主[7]。雖然Parry[8]認(rèn)為中國可能成為全球氣候變化的受益國作物產(chǎn)量將提高25%但肖國舉和王靜[9]的觀測研究支持了秦大河等人的預(yù)測他們的研究發(fā)現(xiàn)由于氣候變暖影響降水供給作物的水分(包括降水減少與土壤水分蒸發(fā)增加)20世紀(jì)90年代較50年代平均減少100mm左右夏糧作物如春小麥、豌豆的產(chǎn)量顯著下降。其次隨著全球氣候變化全球水循環(huán)強度增強高緯度地區(qū)降雨量可能增加而大多亞熱帶地區(qū)(尤其是亞熱帶的兩極)降雨量可能減少[2]。歐洲和非洲

11、的年降雨量減少極有可能與地中海地區(qū)相當(dāng)澳大利亞西南冬季降雨也面臨同樣的問題。南歐、東南亞、澳大利亞和新西蘭以及許多地區(qū)的日降雨量很可能增加[2]。因氣候變化而引起的強降雨將加速土壤侵蝕和土壤有機質(zhì)的流失導(dǎo)致土壤生態(tài)系統(tǒng)功能失調(diào)對食品生產(chǎn)及食品品質(zhì)都將構(gòu)成潛在的風(fēng)險。另外由于將來全球變暖陸地和海洋對CO2吸收能力的下降人類活動排放到大氣中的CO2不僅將維持一個較暖的氣候同時將使海水酸化在21世紀(jì)內(nèi)可能降低海洋表面水pH值0.14到0.35

12、pH單位直接影響到海產(chǎn)品生產(chǎn)[2]。2?氣候變化對食品生產(chǎn)系統(tǒng)的影響氣候變化將直接影響種植業(yè)、畜牧業(yè)并通過病菌和病毒傳播影響食品加工、運輸、儲藏將對人類健康構(gòu)成潛在威脅。2.1?種植業(yè)就種植業(yè)而言食品生產(chǎn)系統(tǒng)包括土壤質(zhì)量、作物產(chǎn)量以及相關(guān)的生物環(huán)境氣候變化對任何一個因素的影響可能引起整個系統(tǒng)的變化。根據(jù)目前的認(rèn)知來推斷未來一些地域因年降雨量的減少而降低作物產(chǎn)量氣候變化通過對作物品種的地域適應(yīng)性以及植物害蟲波動的影響將改變栽培作物的生物地

13、理適應(yīng)性并對種植業(yè)構(gòu)成主要以負(fù)面為主的影響干旱期延長和溫度的升高也許將引起作物生長期和生命周期縮短對于一個特定局域來講作物種植期和收獲期都可能改變導(dǎo)致已有作物品種的變異同時海平面上升和沙漠化也會使作物種植面積下降。從土壤質(zhì)量方面分析氣候變化引起的泥石流和侵蝕將使土壤質(zhì)量惡化[10]。溫度升高和強降雨事件都可能導(dǎo)致土壤礦物質(zhì)尤其是土壤侵蝕強度增大也許會大幅度降低礦質(zhì)元素的植物有效性[11]。但由于植物生長與礦物學(xué)、理化反應(yīng)、微生物、降雨和

14、溫度之間的復(fù)雜關(guān)系和不確定性評價氣候變化對植物生長的影響具有很大的挑戰(zhàn)性[12]更深層次上的理解還需深究土壤礦物質(zhì)的構(gòu)成與各種氣候因素、水文因素之間的交互作用以及次級礦物特征與侵蝕產(chǎn)物、土壤微生物的分布與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性[13]。在土壤中營養(yǎng)成分和痕量元素的濃度和組成以及在土壤中的移動性一定程度上受到各種氣候和水文因素的制約[14]植物吸收這些營養(yǎng)和痕量元素的數(shù)量是土壤性質(zhì)和生物因素共同作用的結(jié)果例如鐵是植物必需元素但由于其較低的水溶

15、性常常限制了植物的利用度迫使植物從進化策略上比如根區(qū)釋放含鐵細(xì)胞流出液進行適應(yīng)[15]。微生物對植物吸收痕量元素也發(fā)揮著關(guān)鍵的作用它們以各種方式對土壤中元素濃度的高低變化做出反應(yīng)。氣候變化對土壤微生物的影響直接關(guān)系到植物對礦質(zhì)營養(yǎng)元素的利用度最終間接地影響到植物的生長和發(fā)育[1617]。從種植業(yè)的生物環(huán)境分析溫度升高和趨強趨多的極端天氣事件對作物病蟲害的發(fā)生有利一定程度上將導(dǎo)致作物系統(tǒng)和產(chǎn)量的重大改變引起農(nóng)業(yè)產(chǎn)量加速下降[1]。因此文獻