气候变化正在悄然剥夺我们食物中的营养。一项开创性研究发现，二氧化碳浓度升高和气温上升不仅改变了作物的生长方式，还降低了它们的营养价值，尤其是像羽衣甘蓝（kale）和菠菜（spinach）这样的重要绿叶蔬菜。这种变化可能对全球健康造成威胁，特别是在那些已经面临营养压力的社区。研究人员警告称，虽然作物可能生长得更快，但它们也可能变得不那么有营养，矿物质、蛋白质和抗氧化剂含量减少，从而引发肥胖、免疫力下降和慢性疾病等问题。
初步研究表明，大气中二氧化碳浓度升高和气温升高相结合会导致粮食作物的营养质量下降，并对人类健康和福祉产生严重影响。大多数关于气候变化对粮食生产影响的研究都集中在作物产量上，但如果营养价值低下，收成再多也无济于事。“我们的工作超越了数量，关注的是我们所吃食物的质量，”英国利物浦约翰摩尔斯大学（Liverpool John Moores University）的博士生Jiata Ugwah Ekele表示。
气候变化的持续影响将对全球植物造成毁灭性和不可逆转的后果。Ekele女士的研究主要集中在探索二氧化碳浓度升高和气温上升如何共同作用影响粮食作物的营养成分。“这些环境变化会影响从光合作用和生长速度到作物中营养物质的合成和储存的一切，”Ekele女士说道。
“理解这些影响至关重要，因为‘人如其食’，而植物作为生态系统的主要生产者构成了我们食物网络的基础，”Ekele女士补充道。“通过研究这些相互作用，我们可以更好地预测气候变化将如何塑造我们的食物营养格局，并努力减轻这些影响。”
Ekele女士的研究聚焦于流行的绿叶蔬菜，包括羽衣甘蓝（kale）、芝麻菜（rocket）和菠菜（spinach）。在该项目中，这些作物在利物浦约翰摩尔斯大学的环境控制生长室中种植，二氧化碳和温度水平被调整以模拟英国未来气候预测情景。“随着作物生长，我们会评估光合作用标记物，例如叶绿素荧光和量子产量，同时在收获时记录产量和生物量，”Ekele女士解释道。
在模拟气候变化条件下种植的植物后，使用高效液相色谱法（HPLC）和X射线荧光分析对其营养质量进行了分析，以测量糖、蛋白质、酚类、黄酮类、维生素和抗氧化剂的浓度。
该项目的初步结果表明，大气中二氧化碳浓度升高可以帮助作物生长得更快、更大，但绝不会更健康。“一段时间后，作物中钙等关键矿物质和某些抗氧化化合物的含量有所下降，”Ekele女士指出。
这些变化因气温升高而加剧。“二氧化碳和热胁迫之间的相互作用产生了复杂的影响——作物既不能长得更大或更快，其营养质量的下降也更加严重，”Ekele女士说道。
一个重要的早期发现是，不同作物对这些气候变化胁迫因素的反应各不相同，有些物种的反应比其他物种更强烈。“这种反应的多样性表明我们无法对所有作物一概而论。这种复杂性既令人着迷又充满挑战，也提醒我们为何有必要综合研究多种胁迫因素，”Ekele女士补充道。
这种营养失衡对人类健康构成严重威胁。虽然较高的二氧化碳水平可以增加作物中的糖分浓度，但它也会稀释必需的蛋白质、矿物质和抗氧化剂。“这种改变的平衡可能导致高热量但低营养价值的饮食，”Ekele女士说。“作物中糖分含量增加，特别是水果和蔬菜，可能会导致肥胖和2型糖尿病的风险加大，尤其是在那些已经面临非传染性疾病困扰的人群中。”
营养不良的作物还可能导致关键蛋白质和维生素缺乏，削弱人体免疫系统并加剧现有的健康问题，特别是在低收入或中等收入国家。“这不仅仅是关于我们能种多少粮食，而是粮食内部有什么以及它如何支持人类的长期福祉，”Ekele女士强调。
尽管这项研究模拟了英国未来的气候变化预测，但其影响是全球性的。“全球北方的食品系统已经受到天气模式变化、生长季节不可预测以及更频繁热浪的挑战，”Ekele女士指出。“在热带和亚热带地区，这些地区还要应对干旱、害虫和土壤退化等多重压力，数百万人口直接依赖农业获取食物和收入。”
Ekele女士及其团队愿意与更广泛的研究社区进一步合作，包括来自农业、营养学和气候政策领域的专家。“将植物科学与更广泛的人类福祉问题联系起来非常重要。随着气候继续变化，我们必须从整体上思考我们正在建设的食品系统——不仅要生产足够的粮食，还要促进健康、公平和韧性，”Ekele女士总结道。“食物不仅仅是卡路里；它是人类发展和气候适应的基础。”
这项研究将于2025年7月8日在比利时安特卫普举行的实验生物学学会（Society for Experimental Biology）年度会议上展示。
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