氣候變遷將改變人類飲食史?吃苦耐旱的「四碳植物」將成糧食方舟

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“抗鹽抗旱的原民作物,例如台灣原生種油芒;或是透過生物科技將C3水稻轉殖為C4水稻都是正在進行式。而在可見的未來,吃苦耐勞的的野菜也將越來越頻繁地出現在餐桌上,顛覆我們對食材的記憶。"

未來的將是極度乾燥或洪水氾濫頻繁交替的世界,抗熱、抗旱、耐鹽、抗澇的作物將會成為主流。圖片來源:Mysticsart design (CC BY-SA)

  氣候變遷導致各國糧食安全面臨極大的威脅。以台灣2021年的乾旱為例,就傳出了許多蔬果生產的災情。例如金門小麥結實率低落、中彰投竹筍出筍率低落、高雄青梅和檸檬果實品質下降。這除了反映農業政策調適不及,也反映了現行農作物種類缺乏氣候「韌性」(Resilient),若要餵飽眾人,抗熱、抗旱、耐鹽、抗澇的作物,將會成為主流。

  氣候變遷可能使得某些作物因為溫室氣體濃度增加、或是區域性氣候變動而產量提升,例如西北歐地區;但大多數地區(例如地中海地區)的糧食產量則會受到極端溫度或低降雨量衝擊而減低。

  目前,地球上包括人類在內的動物,主要是以C3植物(C3 Plant,三碳植物)如:水稻、小麥、大豆、蘋果為食物來源。因此目前基改農產有許多是C3作物,例如台灣每年進口的大豆中,有96.8%為基因改造(2019年),佔全台大豆消耗量約七成。但在全球暖化加劇的狀況下,基改大豆需要高比例的農藥、殺蟲劑輔助,除了引發印度農民的自殺潮,也極度缺乏環境友善特性。

  在目前大氣條件下,乾旱、強光、高溫的壓力,使得C3作物的光合作用被抑制,直接衝擊所有人類以及非人類靈長類動物的糧食需求。因此若要有意識地適應氣候變遷,國際農糧生產趨向以耐旱、耐熱的C4(四碳)植物,例如玉米、甘蔗、高粱、牧草,取代耗水較多的C3植物。加上許多C4植物是耐鹽的,也讓研究者考慮用來復耕過度鹽化的土地。

  而CAM(景天酸代謝)植物的研究,例如生存在熱帶的鳳梨,或是沙漠地區的仙人掌。目前則相對較少研究投入食物和能源利用的開發。

青葙屬C4植物。圖片來源:Tran Duyet (CC BY-SA

 

熱門作物的輪替 可從歷史中找答案

  越來越多考古學和人類學的研究顯示,人類靠多元飲食以維繫生存,約在400萬年前,地球也曾經歷暖化,因此人類從單純的C3飲食,演變為混合C3和C4的飲食。對應到現在的氣候暖化,提示著我們:未來的餐盤會出現越來越多的C4植物。

  除了糧食之外,倚賴植物的相關產業,例如農、牧、景觀造園等,也將開始因應氣候變遷,轉而培育更多元化的C4植物。

 

從野地植物看氣候變遷

  氣候變遷使氣候帶往北移動,溫暖的區域擴大,研究顯示溫帶都市中,C4植物將越來越常見。

  雖然目前亞熱帶或熱帶都市中C4植物的族群分佈等普查資料較少,但筆者生活的台中市、以及經常往來的苗栗縣區域,均發現野生莧菜大爆發,都市公園綠地、水溝蓋、水泥地邊緣土壤,也可以發現這種可食C4植物的足跡。

  此外,野草地上的青葙、馬齒菜、狗尾草也長得非常好。不只野地,園藝中多肉植物、熱帶植物漸成主流,除了可愛外型,栽種與繁殖也相對簡單而省水。

蜜蜂停留在野莧上。圖片來源:Mayapujiyati (CC BY-SA)

 

餐盤上的氣候變遷

  近年越來越受歡迎的原鄉農產,例如紅藜、小米也都是C4植物。此外抗鹽抗旱的原民作物,例如台灣原生種油芒;或是透過生物科技將C3水稻轉殖為C4水稻都是正在進行式。在可見的未來,吃苦耐勞的的野菜將越來越頻繁的出現在餐桌上,顛覆我們對食材的記憶。

  目前台灣的紅藜、小米、油芒產地以台東、屏東等原民部落為主,為了讓大家吃得健康,也有許多人選擇環境友善的方式種植,若要支持國產雜糧,除了可以造訪各地農會,也可以從上下游市集直接購買,或是造訪綠色餐飲指南推薦的在地綠色餐廳。而目前少見的油芒,可以跟台東的社群,例如以斯馬哈散農莊油芒島原 島嶼原生直接購買。

台灣特有種油芒耐鹽耐旱,營養價值高,被稱為「超級食物」。圖片來源:截自油芒島原 島嶼原生

 

參考資料:

全球獨有,超級未來食物-台灣油芒重見天日!比水稻小麥更營養,抗旱耐鹽逆境

中研院邢禹依團隊跨國研究,揭開台灣油芒身世,期許「台灣孤兒」消滅全球飢餓

研究人員如何探索植物對氣候變化的適應

Ensuring Nutritious Food Under Elevated CO2 Conditions: A Case for Improved C4 Crops

How did Africa’s Grasslands Get Started

延伸閱讀

四碳植物 可成糧食問題對策https://e-info.org.tw/node/66986

 

台達50周年節用厚生倡議:https://delta50.deltaww.com/initiative/

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