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舌尖上的气候变化已悄然来临 精选

已有 7098 次阅读 2013-5-17 13:09 |个人分类:科普荟萃|系统分类:科研笔记| 气候变化, 农业, 食物, 渔业

不管是何种因素导致的气候变化,但在过去百年的时间尺度,气候变暖是事实;相应地,生态系统对气候变暖发生响应也正在进行。我们的食物都来自生态系统的生物量,因生态系统的适应性变化,导致生物量组成和生产力变化必将成为一个可想而知的事实。

但是,气候变化与食物联系而走进我们的生活,特别是可能改变我们的饮食习惯和口感,更多时候被认为是未来的潜在问题,并不值得马上关注。相比之下,其他一些问题,例如全球性的过度捕捞危机是迫切需要解决的,在过去10多年则受到较多的关注。但是现在越来越多的证据表明,全球性的食物生产已经朝着变暖的趋势而改变了——气候变化不速造访,正在改变我们的舌尖。

农业生态系统是对气候最为敏感的系统,它既影响着气候变化,也受到气候变化的影响。短时间来看,气候变暖可能导致生产力的短暂增加,但气候变化最终可能会给农业和粮食生产带来不利影响。全球气候变化对人类餐桌上的任何食物,从肉类、家禽、牛奶,到马铃薯、洋葱、蔬菜都会产生影响。而且,这种影响不仅困扰着贫困地区,也扰乱了富裕国家人们的生活。据《华盛顿邮报》(2007-11-19)报道:非洲4/5的人是必须直接靠土地而生存的,因气候变暖可能造成农业减产30%,农民不得不放弃传统作物而改种水稻等更耐热、耐涝的作物品种。英国最近的一项研究证实,由于受到过多光照以及高温的影响,英国全境的谷类作物长势明显过快,但这并不是什么好事儿,直接导致生长季过短而在收获季前作物就已经枯萎。因此,英国南部的肯特郡,越来越多的农场主正在将小麦等传统谷物的种植改为种植薰衣草和葡萄。

当然,气候变化也有给当地农业生产带来一定福利的变化。例如,英国人过去一直都是从法国、西班牙等国进口葡萄酒,因气候变化,英格兰传统农业种植区苏塞克斯郡这几年也适合种植葡萄了,而且植面积也逐渐扩大,该地也成为英国一个重要的葡萄酒酿造基地,英国人也可以打造更多本土葡萄酒品牌了。但同时,法国就变得没有那么幸运了。葡萄酒本来是法国文化的象征。那里,曾经有着令许多国家羡慕的适宜葡萄种植的气候。然而现在这一得天独厚的条件将不复存在,气温过低葡萄会加深酒的酸味,太热又会增加含糖量。显然,全球变暖正在改变给浪漫的法国葡萄酒的口味。

昨天出版的Nature周刊(2013-05-17)中,发表了“海洋变暖对全球渔业影响的迹象”的文章,另一篇“餐桌上的气候变化”为题的文章对此文进行了评论,我饶有兴趣地读完了。

我们知道,动物与植物不同,它们可以通过自身的移动,回避不利环境,寻找相对合适的栖息地。在海表水温变暖的条件下,相对来说,高纬度地区和海洋下层的温度要低一下,因此海洋鱼类和无脊椎动物可能会向这些水域移动来应对海洋变暖。物种空间分布的变化是气候变化对海洋生态系统所预测到的一个重大影响之一。海洋物种往往会占据其生理学忍受限度的温度范围,因此在较大的尺度上,其分布是非常靠近海洋的温度边界的。在变化之初,局域种群数量会经过一段时间的波动,而最后会稳定下来。变暖可以改变个体的生长、生存或繁殖,有利于适应温暖的物种,而同时会伤害喜低温的物种。因此,在其他所有因素相同的情况下,变暖可改变一定区域内鱼类群落的物种组成,暖水物种会逐渐取代冷水物种,这在渔获物调查中就会出现“热带化”(tropicalization)的效应,即温水物种会越来越占主导地位。

但是,这种变化在热带海域是有一些区别的,因为热带海域本来就是海洋中最热的区域,也许适应更热环境的物种可能根本就不存在。日渐变暖的海表温度正在改变全球渔获物的组成,而热带地区渔获物组成的稳定其实正暗示着这些地域已经变得太热了,只有最耐热的鱼种适合在这里生存了。与其他地方一样,预期变暖之初将改变群落组成,暖水物种占优势。然而,一旦冷水物种开始减少,预计群落组成会稳定下来,因为缺乏适合更温暖水域的物种可扩展到该区域。这种组成以后就会保持稳定,当这些区域持续变暖,对适合暖水的物种也变得不适合了,数量就会随之下降,这意味着进一步变暖可能会减少渔业产量。靠近热带水域的国家,都是最依赖渔业生产的国家,其就业、外汇和食品都基于渔业生产,因此很难适应这种变化。渔业生产中鱼种组成的变化,极大可能会减少渔业生产力,因此将影响到这些国家的粮食安全和发展。

鱼群的分布一般是建立在资源密集型的科学调查基础上的,比如声纳估测与拖网调查,但这限于发达国家才有这个能力。另一种常规的全球通用的方法,那就是渔获物统计。但是有关这种方法是否适合这种类型的研究,目前有很大的争议。在“海洋变暖对全球渔业影响的信号”的文章中,通过对目标物种分布的温度范围以年捕获量进行加权平均,获得一个参数称为“渔获物分布平均温度”(mean temperature of the catch, MTC)。从名字上来看,MTC还是有点儿含糊不清的。其实这个参数并非指鱼被捕捞上来时的温度,而是根据鱼种的温度偏好来分析渔获物的组成。对于数据库中的每个鱼种,作者都根据其分布模型导出了一个特征温度偏好。MTC就是将这些热偏好数据根据渔获物中的比例进行加权平均计算而来的。根据这种方法的研究表明,在过去的四十年里,海洋变暖已影响到全球的渔业生产,在1970年至2006年间,全球MTC的增长速度为每十年0.19摄氏度,而非热带地区MTC的增长速度为每十年0.23摄氏度。在热带地区,MTC最初的增加是由于渔获物种亚热带物种比例的降低,随后当群落更进一步热带化的变化范围比较有限时而稳定下来。覆盖世界上大多沿海和大陆架区域的52个大型海洋生态系统的MTC变化,与海表温度的区域变化呈现明显的正相关关系。在热带生态系统中,海表温度已经升高,但MTC在1970年代最初增长之后已稳定下来。在全球范围内都看到了这种类似的的模式,且与其他形式的海洋学变量和捕捞强度无关。重要的是,这种在计算MTC中用于定义热偏好的计算方法似乎并不影响最后的结果。

除了鱼类种群可能在水平方向的迁移,另外,为了应对变暖,是否下层海域的鱼类种群也会发生变化呢?我曾经读到过一篇关于欧洲北海(North Sea)对28种底栖鱼类在过去25年间的地理分布调查的文章,认为随着全球海水温度的上升,许多海洋鱼类更多的是选择游向更深更冷的水域,而不是如之前预测的那样向更高纬度迁移。但问题是,如果这些鱼类不断向更深处迁移,那么深度就将被‘用光’了,因为南部北海并不是特别深。即使这些鱼类向水域更深的北部迁移,它们很快就会遭遇光线减少、水压增加及栖息地变化等严重问题。Nature的这篇文章,也提到了这个故事,但认为这可能并非全球一个普遍性的现象。

当然,根据基于渔获物调查的数据来进行研究,其实还是存在一些不大不小的问题的,因为渔业捕捞是受许多因素的影响的。首先,并不是有什么就捕什么,然后不加选择地投放到市场,显然还受消费者的偏好的市场所影响。其次,不同的技术条件和工艺水平,所捕获的鱼种也会有很大差别。另外,国际政治对某些物种的保护,或者捕捞成本等等显然也会影响最后渔获物中的物种组成。至少,有些渔民首先可能需要改变传统渔具了。

Anyway,气候变化已经悄然走进我们的餐桌,影响我们的舌尖。我们未来该如何应对呢?


参考资料

[1] Signature of ocean warming in global fisheries catch, Nature 497, 365–368 (16 May 2013).

[2] Fisheries: Climate change at the dinner table, Nature 497, 320–321 (16 May 2013).

[3] 气候变暖威胁人类 餐桌上所有食物都受影响(http://www.huanqiu.com/www/115/2007-11/28905_3.html)

[4] 舌尖上的气候变化:意大利或将进口意大利面(http://www.weather.com.cn/climate/qhbhyw/02/1808645.shtml)

[5] Dulvy et al. 2008. Climate change and deepening of the North Sea fish assemblage: a biotic indicator of warming seas. Journal of Applied Ecology, 45(4): 1029–1039.



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