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撰文 | 崔凱

責編 | 嶺桐

在科幻電影《星際穿越》中，幹旱和枯萎病先後滅絕了小麥、秋葵等作物，“末日作物”玉米也奄奄一息，人類變得走投無路。這種劇情並非是編劇異想天開，今天田野中的物種正在不斷減少。人類影響著生態，而後者反過來也影響著人類的未來。

電影《星際穿越》劇照

01

農(nong) 業(ye) 的隱憂

過去的一萬(wan) 年裏，人類的所有活動中，改變自然界最多的就是農(nong) 業(ye) 活動。人類為(wei) 了擴大耕地麵積，不斷清除田野中的野生物種。最初用的是石斧，然後是鍬鎬，最近100年變成了無堅不摧的拖拉機。

農(nong) 作物占據了越來越多的田野，破壞了生物多樣性。稻飛虱、麥蚜蟲、玉米螟等害蟲經常造成穀物減產(chan) ，為(wei) 此人類又研製出數以千計的農(nong) 藥品種。農(nong) 藥問世後，害蟲們(men) 被殺得潰不成軍(jun) ，益蟲們(men) 也跟著遭殃。在我的少年記憶中，晚霞中蜻蜓漫天飛舞，夏夜裏蛙聲一片。今天再去看看，這種畫麵已經成為(wei) 回憶。

如果說傳(chuan) 統農(nong) 業(ye) 主要是農(nong) 作物搶占野生物種的生存空間，那麽(me) 現代農(nong) 業(ye) 則開啟了農(nong) 作物之間的“內(nei) 卷”。一個(ge) 優(you) 良品種培育出來以後，出道即巔峰，大麵積地攻城略地。地方品種的空間被大量侵占，作物品種越來越單一化，這究竟是福還是禍？要看你站在什麽(me) 樣的立場上。

現代農(nong) 業(ye) 的做法帶來的更多的糧食產(chan) 量，可以養(yang) 活更多的人口，專(zhuan) 業(ye) 化的品種也迎合了食品工業(ye) 的標準化要求。然而在過去的100年裏，90%以上的地方品種已經從(cong) 農(nong) 田中消失，農(nong) 業(ye) 生物多樣性麵臨(lin) 巨大威脅。

80多年前，一首《鬆花江上》點燃了中華大地的抗日烽火：“我的家在東(dong) 北鬆花江上，那裏有漫山遍野的大豆、高粱”。從(cong) 前的田野裏輪種著五穀雜糧，深淺不同的根係可以吸收不同土層的營養(yang) ，改善土壤性狀，調節土壤肥力。

進入上世紀80年代，中國農(nong) 村開始施行“包產(chan) 到戶”。農(nong) 民種地謀生，當然優(you) 選高產(chan) 作物，雜糧品種迅速減少。今天的北方田野中，已經很少能見到大豆和高粱的影子了，漫山遍野的種的都是小麥、水稻和玉米，而且是同一塊耕地上長期種植同一種作物，俗稱“重茬”。

從(cong) 可持續發展的角度，重茬作物營養(yang) 吸收結構單一，會(hui) 造成土壤肥力失衡，生長環境惡化，糧食的產(chan) 量和品質下降。另外，病蟲草害第二年也會(hui) 卷土重來，危害越來越重。從(cong) 人類健康的角度，長期食用精米白麵，缺少雜糧飲食，也會(hui) 造成維生素和礦物質缺乏，罹患各種疾病。

萬(wan) 物土中生，有土斯有糧。受到威脅的不隻是地上的農(nong) 作物，還有地下的微生物。隨著農(nong) 業(ye) 機械化的強力翻耕，土壤結構受到破壞，擾亂(luan) 了微生物群落。土壤酸化、抗生素和農(nong) 膜汙染也降低了微生物的種群數量和代謝活動，土壤開始積勞成疾。

以前的米飯煮熟後，會(hui) 有一層油光；一滴芝麻香油滴出，能讓整個(ge) 屋子裏飄香。今天的作物品種，產(chan) 量是越來越高，卻沒有以前那麽(me) 好吃了。

02

愛爾蘭(lan) “薯疫”

在氣候變暖的大環境下，幹旱、高溫、病蟲害對全球農(nong) 業(ye) 生產(chan) 帶來越來越大的壓力。令人擔憂的是，萬(wan) 一遇到災害年景，單一品種的作物就可能釀成糧食危機，愛爾蘭(lan) 在1845年暴發的馬鈴薯晚疫病就是前車之鑒。

1603年，英國人在愛爾蘭(lan) 建立了第一個(ge) 海外殖民地，順手也把土豆帶了過去。肥沃土地被英國地主占領，很多愛爾蘭(lan) 人被迫遷徙到寒冷多山的西部。這裏土地貧瘠，積溫和光照不足，根本就不適合種植小麥。但是對於(yu) 土豆而言，這樣的生長條件已經綽綽有餘(yu) 。

英國經濟學家亞(ya) 當·斯密在1776年出版的《國富論》裏說：“倫(lun) 敦的轎夫、腳夫和煤炭挑夫，以及那些靠賣淫為(wei) 生的不幸婦女，大部分來自以土豆為(wei) 主食的愛爾蘭(lan) 最下層人民。”

到十九世紀初期，馬鈴薯成為(wei) 愛爾蘭(lan) 人的主要食物。1845年，愛爾蘭(lan) 島上60%的耕地麵積種植的都是土豆，人均每天吃掉5斤馬鈴薯，營養(yang) 結構甚至好於(yu) 大多數英國城市工人。有了食物保障，愛爾蘭(lan) 人開始拚命生娃，人口從(cong) 1780年的400萬(wan) 猛增至1845年的800萬(wan) 。

1845年，禍從(cong) 天降，一種名為(wei) “晚疫病”的植物病害開始在愛爾蘭(lan) 暴發。美洲有幾百個(ge) 馬鈴薯品種，愛爾蘭(lan) 偏偏隻種植了一種名為(wei) “壟坡”（Lumper）的單一品種。疫情暴發時，根本找不到能夠抗病的其它品種。如果把雞蛋隻放在一個(ge) 籃子裏，就有可能被全部打碎。

第一年愛爾蘭(lan) 島的土豆就減產(chan) 了2/3，第二年和第三年疫情持續，土豆產(chan) 量幾近絕收。1846年的報紙上對愛爾蘭(lan) 做了這樣的報道：“到處都是疾病和死亡，曾經強壯的人口被折磨得骨瘦如柴，熱病、水腫和饑荒蹂躪著每一間肮髒的茅屋，並擄去全家人的性命”。

饑荒持續了七年，20%的愛爾蘭(lan) 人被餓死，還有另外25%的人背井離鄉(xiang) 。“薯疫”是這個(ge) 民族刻骨銘心的傷(shang) 痛，也給愛爾蘭(lan) 留下這樣一句諺語：“世界上隻有兩(liang) 樣東(dong) 西開不得玩笑，一是婚姻，二是土豆。”晚疫病很快又擴散到英國、德國、荷蘭(lan) 以及其它北歐地區，導致許多地方發生食物短缺，糧價(jia) 翻倍。

屋漏偏遭連綿雨，1847年歐洲又暴發了經濟危機。民眾(zhong) 的不滿和焦慮最終引發了1848年的歐洲革命，造成了劇烈的社會(hui) 動蕩。今天回望，愛爾蘭(lan) “薯疫”相當於(yu) 做了一次單一品種作物種植試驗，但結果卻是歐洲最大的農(nong) 業(ye) 悲劇。

都柏林街頭，愛爾蘭(lan) 大饑荒（Irish Potato Famine）紀念雕塑

03

種質資源：農(nong) 業(ye) 的“芯片”

1900年世界人口隻有17億(yi) ，2020年已經達到77億(yi) ，人口增幅史無前例。然而得益於(yu) 良種、農(nong) 藥和化肥這“三駕馬車”，糧食產(chan) 量大幅度增長，今天人們(men) 的飲食明顯優(you) 於(yu) 一百年前。有些朋友覺得歲月靜好，認為(wei) 不會(hui) 再發生愛爾蘭(lan) 薯疫這樣的大饑荒。

然而很多人並不知道：今天仍有10%的地球人口在忍饑挨餓。2050年，世界人口會(hui) 增加到95億(yi) ，2100年會(hui) 達到110億(yi) ，全球糧食需求還會(hui) 增加50％以上。然而地球養(yang) 活人類的能力正在被推向極限，適合植物生長的地方幾乎都變成了農(nong) 田，耕地麵積已經缺少增長空間。為(wei) 了追求糧食產(chan) 量，人們(men) 必須更多的依靠良種培育。

育種家希望不斷提高作物的產(chan) 量和品質，需要找到具有相應性狀的DNA。穀物的祖先就是大自然中的各種野草，在它們(men) 的起源地有著更多的而野生近緣品種。

中國在雜交水稻領域能夠處於(yu) 國際領先地位，很重要的一個(ge) 原因在於(yu) 我們(men) 是水稻的發源地，有著非常豐(feng) 富的野生水稻種質資源。1970年，袁隆平先生就是利用在海南三亞(ya) 找到的野生雄性不育株，打開了雜交水稻育種的突破口。今天，種質資源被稱為(wei) 農(nong) 業(ye) 的“芯片”，是國家的戰略資源，對新品種選育和保障糧食安全具有重大意義(yi) 。在這方麵，美國是個(ge) 很好的借鑒。

從(cong) 農(nong) 業(ye) 發展角度，北美洲的農(nong) 業(ye) 起步要比歐亞(ya) 大陸晚很多。亞(ya) 洲在8000千年前就馴化出了麥類、水稻等主糧作物。直到4000年前，北美洲的印第安土著才馴化出了四種作物——南瓜、向日葵、菊草和藜。

然而相對於(yu) 富含能量的穀物，這四種作物隻能做為(wei) 補充食物，土著人主要依賴野生動物和堅果為(wei) 生。直到公元1100年左右，來自中美洲的玉米和南美洲的土豆開始在北美落地生根，北美人口才迅速增長，酋長部落沿著密西西比河流域發展了起來。

密西西比河流域

遼闊的土地吸引了大量移民開荒種地，然而美國本土物種資源相對缺乏，必須從(cong) 國外搜集農(nong) 作物品種。1819年，具有戰略眼光的美國財政部長威廉·克勞福德曾給所有駐外領事人員發布了一項通知，要求他們(men) 盡可能在國外采集有價(jia) 值的作物，再運回到美國。

1898年，美國農(nong) 業(ye) 部幹脆建立起“外國種子和植物引進辦公室（SPI）”，派出很多植物學家前往世界各地。那一時期，這些植物學家為(wei) 美國搜集到了數以萬(wan) 計的作物品種，包括俄國冬小麥、日本九州水稻、中國大豆和埃及棉花等。這些農(nong) 作物經過不斷地雜交和改良，培育出一些優(you) 質新品種，迅速提升了美國的農(nong) 業(ye) 水平。

舉(ju) 個(ge) 例子，20世紀初，美國傳(chuan) 教士從(cong) 中國、日本、朝鮮半島采集了幾千份大豆材料，其中包括一種叫“北京小黑豆”的中國地方品種。1954年，孢囊線蟲病使美國大豆種植遭遇毀滅性打擊，有些地方甚至絕收。

天無絕人之路，美國育種學家“翻箱倒櫃”，最終在“北京小黑豆”中找到了一種獨特的抗病基因。當時這份來自中國的種質資源已在美國保存了47年。通過遠源雜交，美國育種家在1957年培育出新的抗病品種，使得大豆產(chan) 業(ye) 得以複蘇。今天，全世界的大豆胞囊線蟲抗病品種，抗源基因幾乎都來自北京小黑豆品種。

二戰結束後，眾(zhong) 多殖民地國家宣布獨立，美國的作物采集活動受到限製。1946年，美國建立起國家植物種質係統。美國農(nong) 業(ye) 部因勢利導，開始用與(yu) 各國合作研究方式，繼續為(wei) 育種工作尋找基因資源。經過一百多年的植物采集活動，今天的美國已經從(cong) 一個(ge) 植物種質資源相對貧乏的國家成為(wei) 資源大國，擁有各類植物遺傳(chuan) 資源60萬(wan) 份，其中超過70%是從(cong) 國外收集而來。

對於(yu) 有著14億(yi) 人口的中國來說，沒有什麽(me) 課題比糧食安全更加重要，而種子安全則是糧食增產(chan) 的關(guan) 鍵。中國幅員遼闊，地貌複雜，在物種資源方麵具有得天獨厚的優(you) 勢，馴化出水稻、大豆、穀子、糜子等穀物，就是這些物種孕育出綿延千年的華夏文明。

1986年，中國農(nong) 科院在北京建立起一座國家種質庫，儲(chu) 藏室常年保持零下18度的低溫，真空密封的作物種子“保質期”可以達到50年以上。今天，中國的種質資源保存量約為(wei) 50萬(wan) 份。2019年，新國家作物種質庫項目開工建設，種子庫設計容量為(wei) 150萬(wan) 份，將於(yu) 2021年8月建成。

04

末日種子庫

對於(yu) 人類而言，種質資源庫相當於(yu) 龐大的“基因銀行”，儲(chu) 存著億(yi) 萬(wan) 年來物種進化出來的特性，如耐寒、抗蟲、耐病、耐澇、耐鹽、抗幹旱、抗草等，這些特性是大自然對人類的饋贈。如果不進行種質資源保護，將來有一天我們(men) 去尋找這些優(you) 良性狀時，可能發現具備這些基因的植物已經在地球上消失了。居安思危，如果發生核戰爭(zheng) 、小行星撞擊、氣候劇變、海平麵上升等末日危機，人類的農(nong) 業(ye) 係統將徹底崩潰。

所幸，已經有人在未雨綢繆。挪威斯瓦爾巴群島距離北極圈極點1000多公裏，2008年挪威政府在這裏建成了一座“全球種子庫”，還給它取了個(ge) 響亮的名字——“末日穹頂”。挪威政府宣布該種子庫可以為(wei) 世界各國保存“備份”種子，種子的所有權歸委托國所有。“末日穹頂”設計容量為(wei) 450萬(wan) 份，目前已經儲(chu) 存了來自世界各地的100多萬(wan) 份種子。

挪威末日種子庫（圖片來源：Wikimedia Commons）

和世界其它地方的種子庫相比，這座“全球種子庫”最為(wei) 安全。這裏位於(yu) 偏遠的極寒之地，永久凍土層是植物標本的天然冰窖。即使製冷設備損壞，庫內(nei) 溫度依然能維持低溫。種子庫高出海平麵130米，能夠應對氣候變暖導致的海麵上升。這裏是北極熊的家鄉(xiang) ，人跡罕至，可以讓種子庫遠離各種威脅。

為(wei) 了抵禦地震和核武器可能帶來的破壞，種子庫按照美國黃金儲(chu) 備庫的安全模式設計。入口向內(nei) 開鑿出一條長達120米的隧道，種子庫位於(yu) 隧道的盡頭。隧道和種子庫的外圍構築一層1米厚的混凝土石板，密封門可抵抗數噸炸藥的爆炸威力。

一旦地球遭遇重大危機，存放在這裏的珍貴種子可以幫助人類重建糧食係統。舉(ju) 個(ge) 例子，國際幹旱地區農(nong) 業(ye) 研究中心在敘利亞(ya) 建了一座種子庫，保存著小麥、大麥等適應當地幹旱氣候的作物種子。2011年敘利亞(ya) 內(nei) 戰爆發，這座種子庫也在戰亂(luan) 中遭到破壞。所幸被毀的種子在“末日穹頂”存放了備份。2015年，幹旱研究中心的科學家從(cong) “末日穹頂”提取了130盒“備份”種子，用於(yu) 培育適應中東(dong) 氣候的新品種，拯救一方民眾(zhong) 。

盡管如此，一座種子庫中能夠保存的種子數量是非常有限的。即使低溫存放，種子的生命力依然會(hui) 隨時間而降低。植物種群在天地間生生不息，廣袤的大自然才是真正的種子庫。從(cong) 生命在地球上誕生起，生物多樣性就是自然存在的概念，或者說是這個(ge) 世界的本質。生物多樣性為(wei) 自然選擇提供了“原料”，物種變少，變異也會(hui) 減少，自然選擇也將成為(wei) 無米之炊。

人類不能隻有對自己的“私心”，也需要有對大自然的“公心”。2000年，聯合國大會(hui) 宣布每年的5月22日為(wei) 國際生物多樣性日。然而時至今日，很少人認識到生物多樣性對人類和自然的重要性。回望曆史，當人們(men) 對自然的索取達到頂峰時，自然就會(hui) 用災難將人類擊潰，千年滄桑，風雨無情。

 作者簡介 

崔凱

江南大學食品工程博士和華東(dong) 師範大學心理學博士，上海交通大學安泰經濟與(yu) 管理學院特聘教授。

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