Når atmosfærisk kuldioxidniveau stiger, producerer risplanter - den primære fødekilde for mere end 3 milliarder mennesker - færre vitaminer og andre vigtige næringsstoffer.
Risebonde i Longsheng, Kina. Billede via kevincure / Flickr.
Af Kristie Ebi, University of Washington
Ris er den primære fødekilde for mere end tre milliarder mennesker over hele verden. Mange har ikke råd til en mangfoldig og nærende diæt, der inkluderer komplet protein, korn, frugt og grøntsager. De er meget afhængige af mere overkommelige kornafgrøder, inklusive ris, for de fleste af deres kalorier.
Min forskning fokuserer på sundhedsrisici forbundet med klimafariabilitet og ændring. I en for nylig offentliggjort undersøgelse arbejdede jeg sammen med forskere fra Kina, Japan, Australien og USA for at vurdere, hvordan de stigende kuldioxidkoncentrationer, der fremkalder klimaændringer, kan ændre ernæringsværdien af ris. Vi udførte feltundersøgelser i Asien for flere genetisk forskellige rislinjer og analyserede, hvordan stigende koncentrationer af kuldioxid i atmosfæren ændrede niveauer af protein, mikronæringsstoffer og B-vitaminer.
Vores data viste for første gang, at ris, der dyrkes i koncentrationerne af atmosfærisk kuldioxidforskere, forventer, at verden når 2100 har lavere niveauer af fire nøgle B-vitaminer. Disse fund understøtter også forskning fra andre feltundersøgelser, der viser, at ris, der dyrkes under sådanne betingelser, indeholder mindre protein, jern og zink, som er vigtige i udviklingen af fosteret og det tidlige barn. Disse ændringer kan have en uforholdsmæssig indvirkning på mødres og børns sundhed i de fattigste risafhængige lande, herunder Bangladesh og Cambodja.
Mange af de fattigste regioner i Asien er afhængige af ris som en hovedfødevarer. Billede via IRRI.
Kuldioxid og plantevækst
Planter får det kulstof, de har brug for for primært at vokse fra kuldioxid i atmosfæren, og trækker andre nødvendige næringsstoffer fra jorden. Menneskelige aktiviteter - hovedsageligt forbrænding og afskovning af fossilt brændsel - hævede atmosfæriske CO2-koncentrationer fra ca. 280 dele pr. Million i førindustrieltider til 410 dele pr. Million i dag. Hvis de globale emissioner fortsætter på deres nuværende vej, kan atmosfæriske CO2-koncentrationer nå op på over 1.200 dele pr. Million inden 2100 (inklusive metan og andre drivhusgasemissioner).
Højere koncentrationer af CO2 anerkendes generelt for at stimulere plantens fotosyntese og vækst. Denne effekt kan gøre kornafgrøderne, der forbliver verdens vigtigste fødevarekilder, såsom ris, hvede og majs, mere produktive, selvom nyere undersøgelser antyder, at det er komplekst at forudsige virkninger på plantevæksten.
Koncentrationer af mineraler, der er kritiske for menneskers sundhed, især jern og zink, ændres ikke i overensstemmelse med CO2-koncentrationer. Den nuværende forståelse af plantefysiologi antyder, at større kornafgrøder - især ris og hvede - reagerer på højere CO2-koncentrationer ved at syntetisere flere kulhydrater (stivelse og sukker) og mindre protein og ved at reducere mængden af mineraler i deres korn.
Efter en konstant tilbagegang i over et årti synes global sult at være stigende og påvirker 11 procent af den globale befolkning. Billede via FAO.
Mikronæringsstoffer
På verdensplan er ca. 815 millioner mennesker over hele verden mad usikre, hvilket betyder, at de ikke har pålidelig adgang til tilstrækkelige mængder af sikre, næringsrige og overkommelige fødevarer. Endnu flere mennesker - cirka 2 milliarder - har mangler af vigtige mikronæringsstoffer som jern, jod og zink.
Utilstrækkelig kostjern kan føre til jernmangelanæmi, en tilstand, hvor der er for få røde blodlegemer i kroppen til at transportere ilt. Dette er den mest almindelige type anæmi. Det kan forårsage træthed, åndenød eller smerter i brystet og kan føre til alvorlige komplikationer, såsom hjertesvigt og udviklingsforsinkelser hos børn.
Zinkmangel er kendetegnet ved appetitløshed og nedsat lugtesans, nedsat sårheling og svækket immunfunktion. Zink understøtter også vækst og udvikling, så tilstrækkeligt diætindtag er vigtigt for gravide kvinder og voksende børn.
Højere kulstofkoncentrationer i planter reducerer kvælstofmængder i plantevæv, hvilket er kritisk for dannelsen af B-vitaminer. Forskellige B-vitaminer er påkrævet til nøglefunktioner i kroppen, såsom regulering af nervesystemet, omdannelse af mad til energi og bekæmpelse af infektioner. Folat, et B-vitamin, reducerer risikoen for fødselsdefekter, når de indtages af gravide kvinder.
Anæmi påvirker 1/3 af kvinder i forplantningsalderen globalt - eller omkring 613 millioner kvinder. Billede via FAO.
Væsentlige tab af ernæring
Vi udførte vores feltundersøgelser i Kina og Japan, hvor vi voksede forskellige risstammer udendørs. For at simulere højere CO2-koncentrationer i atmosfæren brugte vi fri-luft CO2-berigelse, der sprænger CO2 over markerne for at opretholde koncentrationer, der forventes senere i århundredet. Kontrolfelter oplever lignende forhold bortset fra de højere CO2-koncentrationer.
I gennemsnit indeholdt ris, som vi voksede i luft med forhøjede CO2-koncentrationer, 17 procent mindre vitamin B1 (thiamin) end ris, der blev dyrket under aktuelle CO2-koncentrationer; 17 procent mindre vitamin B2 (riboflavin); 13 procent mindre vitamin B5 (pantothensyre); og 30 procent mindre vitamin B9 (folat). Vores undersøgelse er den første til at identificere, at koncentrationer af B-vitaminer i ris reduceres med højere CO2.
Vi fandt også gennemsnitlige reduktioner på 10 procent i protein, 8 procent i jern og 5 procent i zink. Vi fandt ingen ændring i niveauer af vitamin B6 eller calcium. Den eneste stigning, vi fandt, var i vitamin E-niveauer for de fleste stammer.
Ris inden i ottekanten i dette felt er en del af et eksperiment designet til at dyrke ris under forskellige atmosfæriske forhold. Ris dyrket under kuldioxidkoncentrationer på 568 til 590 dele pr. Million er mindre nærende med lavere mængder protein, vitaminer og mineraler. Billede via Dr. Toshihiro Hasegawa, den nationale landbrugs- og fødevareforskningsorganisation i Japan.
Forværring af mikronæringsmangel
På nuværende tidspunkt får omkring 600 millioner mennesker - for det meste i Sydøstasien - mere end halvdelen af deres daglige kalorier og protein direkte fra ris. Hvis der ikke gøres noget, ville de fald, vi fandt, sandsynligvis forværre den samlede byrde af underernæring. De kan også påvirke udviklingen i den tidlige barndom gennem påvirkninger, der inkluderer forværrede effekter fra diarrésygdom og malaria.
De potentielle sundhedsrisici forbundet med CO2-induceret ernæringsunderskud er direkte korreleret med det laveste samlede bruttonationalprodukt pr. Indbygger. Dette antyder, at sådanne ændringer vil have alvorlige potentielle konsekvenser for lande, der allerede kæmper med fattigdom og underernæring. De færreste mennesker forbinder forbrænding og afskovning af fossilt brændsel med ernæringsindholdet i ris, men vores forskning viser tydeligt en måde, hvorpå emission af fossile brændstoffer kan forværre udfordringerne i verdenens sult.
Hvordan kunne klimaændringer påvirke andre nøgleplanter?
Desværre er der i dag ingen enhed på føderalt, statligt eller forretningsniveau, der giver langsigtet finansiering til at evaluere, hvordan stigende CO2-niveauer kan påvirke plantekemi og ernæringskvalitet. Men CO2-inducerede ændringer har betydelige konsekvenser, lige fra medicinske planter til ernæring, fødevaresikkerhed og fødevareallergi. I betragtning af de potentielle virkninger, der allerede kan forekomme, er der et klart og presserende behov for at investere i denne forskning.
Kristie Ebi, professor i global sundhed og miljø- og arbejdsmiljøvidenskab, University of Washington
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den Samtalen. Læs den originale artikel.
Kort sagt: Klimaforandringer kan gøre ris mindre nærende og sætte millioner af verdens fattige i fare.