气候变化对农作物产量和营养质量的复合影响已引发广泛关注。尽管部分作物在CO₂浓度升高的环境中表现出增产潜力，但营养密度的下降正成为威胁全球粮食安全的新挑战。以下是这一现象的多维度解析：---### 一

关于气候变化对粮食生产影响的研究大多聚焦于作物产量，但若营养价值低下，丰收规模将失去意义。"我们的研究不仅关注产量，更着眼于食物的质量"，英国利物浦约翰摩尔大学博士生吉塔·乌格瓦·埃克勒表示。

气候变化的持续效应将对全球植物造成灾难性且不可逆的影响。埃克勒的研究重点在于探索气候变化引发的二氧化碳浓度上升与温度升高如何协同影响粮食作物的营养成分。"这些环境变化会波及从光合作用、生长速率到作物营养素合成与储存的各个环节"，埃克勒解释道。

"理解这些影响至关重要，因为我们摄入的食物构成人体，而植物作为生态系统初级生产者是食物网的基础"，埃克勒强调，"通过研究这些相互作用，我们能更好预判气候变化如何重塑食物营养格局，并制定应对措施。"

埃克勒的研究对象包括羽衣甘蓝、芝麻菜和菠菜等常见叶菜。实验中，这些作物被置于利物浦约翰摩尔大学环境可控的生长舱内，通过调节二氧化碳浓度和温度模拟英国未来气候情景。"作物生长过程中监测叶绿素荧光和量子产率等光合指标，收获时记录产量与生物量"，埃克勒介绍道。

经模拟气候变化条件栽培后，采用高效液相色谱法(HPLC)和X射线荧光分析技术测定植物糖类、蛋白质、酚类、黄酮类、维生素及抗氧化剂含量。

初步数据显示，大气二氧化碳浓度升高虽能促进作物快速生长与体积增大，但显著降低营养价值。"经历一定周期后，作物关键矿物质如钙及特定抗氧化成分含量出现下降"，埃克勒指出。

温度上升加剧了这种营养流失。"二氧化碳与热胁迫的交互作用产生复杂效应——作物生长速率与体积增幅受限，同时营养质量加速恶化"，埃克勒补充道。

重要发现显示不同作物对气候胁迫呈现差异响应。"这种响应多样性警示我们不可一概而论，这种复杂性既引人入胜又充满挑战，说明多胁迫联合研究的重要性"，埃克勒强调。

营养失衡对人类健康构成严重威胁。二氧化碳浓度升高虽增加作物糖分，却稀释必需蛋白质、矿物质和抗氧化剂。"这种失调可能导致饮食结构呈现高热量低营养特征"，埃克勒警示，"尤其是果蔬含糖量上升，可能加剧肥胖与2型糖尿病风险——在非传染性疾病高发群体中尤甚。"

营养不良作物还将导致关键蛋白质与维生素缺乏，削弱人体免疫系统并恶化既有健康问题——中低收入国家首当其冲。"这不仅关乎粮食产量，更涉及食物内在品质对人类长期健康的支撑作用"，埃克勒指出。

尽管研究基于英国气候预测，但其影响具有全球性。"北半球粮食系统已面临天气模式转变、生长季紊乱与热浪频发的挑战"，埃克勒分析道，"在热带与亚热带地区，干旱、虫害与土壤退化等多重压力并存，这些区域数百万人口直接依赖农业获取食物与收入。"

埃克勒团队愿与农学、营养学及气候政策等领域研究者深化合作。"必须将植物科学与人类福祉广泛关联。面对持续气候变化，我们需要构建兼顾产量、健康、公平与韧性的粮食体系"，埃克勒总结道，"食物不仅是能量来源，更是人类发展与气候适应的根基。"

该研究成果将于2025年7月8日在比利时安特卫普举行的实验生物学学会年会上发表。