小红猪投稿作品——咖啡何去何从,我们最爱的饮品就这么完了么?

虽然只喝过X巢速溶咖啡,不过这篇文章还是引起了我的兴趣,于是就花了一个下午翻了出来投给了红猪组。文章源在这里

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面对全球变暖对世界上咖啡豆的威胁,让咖啡因保持流通的方法的搜寻已经开始了。

社论:“因为气候变化而必须接受的挫折”。

咖啡爱好者们要注意了。无论你是重度成瘾,每天都要喝三杯双倍浓缩咖啡,还是仅仅是偶尔沉浸于卡布其诺,在你还能享受的时候好好享受吧:咖啡短缺即将到来。气候的变化可能会将每天注满 160 万杯的巨量咖啡流通变成涓涓细流。或许很快,餐后的浓缩咖啡的花费就要超过洋酒了,而某些咖啡因成瘾者也将不得不迅速戒掉他们的嗜好。

如果这个前景让你感到恐惧,那么你不是唯一这么觉得的的人。总共有260万农民依靠咖啡养家糊口。咖啡是最有价值的热带出口作物,作为世界上最受欢迎的饮品,咖啡产业也非常庞大。我们那似乎永无止境的对玛奇朵和拿铁的需求造就了石油之外世界上交易量第二大的商品,出口总值达到惊人的每年150亿美元。所有这一切都受到了威胁,因为咖啡产业建立在一种对我们变化的气候尤其敏感的植物上。

我们可能已经看到了将来会发生什么。升高的气温和不规律的降雨已经使得咖啡的主要栽培国产量直线下跌。而每次收成欠佳的时候,咖啡的价格都会高涨。由于事关重大,人们已经开始搜寻保护产业未来的方法。但是时间已经很短,可选项也很少。所以能够让咖啡保持流通的机会有哪些?

咖啡的培育大约在公元6世纪开始,当时埃塞俄比亚的少量咖啡树流传到了也门。不过直到 17 至 18 世纪喝咖啡的习惯才真正流行起来,当时欧洲人在他们的热带殖民地建立了种植园。如今咖啡在 70 个国家都有生长。世界上有三分之二的咖啡豆都是一个物种:阿拉比卡咖啡(Coffea arabica,学名小果咖啡),也就是很多世纪之前从埃塞俄比亚采摘得来的那些咖啡树种。阿拉比卡咖啡豆的口味温和而微妙,使得其身价不凡,这让数百万农民能够通过种植咖啡来维持生计。但正是这种对于单一物种的依赖威胁到了你的日常。

作为一种在茂密丛林的底层,海拔 1000 至 2000 米的条件下进化出来的植物,阿拉比卡咖啡对于生长条件的要求十分苛刻。它在 恒定 18 至 21 °C 的条件下生长最为繁盛。温度升高的时候,树木会经受压力,产量会下跌。如果长时间暴露在 30 °C 以上的环境中,它们的叶子会落下,树干上也会长出瘤块。但在那之前很久,在 23 °C 以上的时候,浆果的发育和成熟速度会加快,导致咖啡豆的质量下降。“稍微增加几度,咖啡豆就会丧失它们的果味和酸味,咖啡会变得味如嚼蜡,”世界咖啡研究会(World Coffee Research)的蒂姆·席林说到,这是一个全球范围内咖啡工业所资助的研究所构成的研究网络。温室气体的排放正沿着政府间气候变化委员会(IPCC)的最坏远景发展,我们要面对的未来是,2060 年全球温度上升 4 °C,到 2100 年上升 5 至 6 °C(New Scientist,2012年11月7日,34页)。

咖啡树对于水也很挑剔。“咖啡的要求非常多,”国际农业与生物科学中心(Centre for Agriculture and Bioscience International, CABI)的咖啡专家彼得·贝克说,这是一个给发展中国家农民提供建议的非营利组织。“它需要干燥的天气来生长蓓蕾,然后需要雨水来刺激开花。但是如果雨水过多,就会不结果实。”浆果生长的时候,在他们长大成熟的过程中,它们需要雨水。“它们的需求正在变得越来越难以得到满足,”他说。

气候模型预测到了升高的温度在热带地区会伴随着降雨模式的改变,造成更多的极端天气,以及更多的厄尔尼诺和拉尼娜现象。某些地区的旱季会延长,另外一些地区则会被洪水淹没。可预期的季节性降雨的转变和云层遮蔽会严重打击咖啡种植者。更加悲惨的是,改变的环境也会让害虫和疫病传入新的地区,而此时他们的作物正变得越来越脆弱。最有破坏力的害虫咖啡果小蠹,据预测会迅速传入高海拔地区,因为这些地区变得更暖(见下文的“邪恶的象鼻虫”)。

越来越多的证据证明咖啡种植者已经感受到了全球变暖的效应。“引发忧虑的主要地区是东非,那里的气候越来越多变,干旱在变多,以及中美洲,那里我们已经看到气候改变造成的许多效应了,”贝克说。哥伦比亚,巴西以外生产阿拉比卡咖啡豆最多的国家,对于将会发生的事情发出了严重警告。从 2009 年到 2012 年,种植者们经历了三年几乎没停过的雨。由于缺乏树木所需要的旱季,以及一种真菌疾病的流行,产量跌到了35年来的最低点。“总的来说,在所有的咖啡产地,我们看到的和农民告诉我们的这些变化,在这个气候模式下是普遍的,”贝克说。“事实上,我们看到的情况常常比我们预想的还要糟。”

有可能失去的东西太多,种植者们需要迅速的帮助。在短期内,对抗某些变暖的效应应该是可能的,或许种植一些提供阴影的树木可以让咖啡树保持凉爽,或是使用腹膜和灌溉来对抗水的短缺。但是如果太过湿润,可以做的事情就很少了,贝克说到。他的组织正在发展一些能够帮助种植者适应的方法。“没有什么魔弹,”他说。“你需要去每一个地区,看看发生了什么,然后提供一系列中短期措施”。

潜在的麻烦

面对着如此大规模的威胁,理性的长期策略是培育更加有弹性的阿拉比卡咖啡树种。但是育种者们遇到了一个主要的障碍:一般种植的几乎所有树都是数棵在 17 至 18 世纪移往荷兰和法国殖民地的书。结果就是基因池很小,整个物种间基因的差别只有 1%。“所有的育种计划事实上都是在反复使用同样的基因材料,”席林说。

他和他世界咖啡研究会的同事正在种植园之外寻找更多的变种。一些咖啡种植国拥有“种质圃”——一系列的小豆咖啡树,包含了一些带有不寻常特性的突变和 20 世纪 60 年代从埃塞俄比亚获得的种子长出的树。这包含了至少 10 倍于栽培树种的基因多样性,可以用来产生一系列的超级变种树,以便进行育种。“这是我们在培养对气候变化更有抵抗力的变种和杂交种上能够做到的最好了,在 21 世纪 20 年代早期就可以送到农民手上,”他说。

如果这几百棵树中都蕴含着育种者们未曾开发过的潜力的话,那么野生种能有多少?“在同一物种的生长地区的不同部分生长的树会拥有不同的特性,不像在种植园和品种收集园中的树木,这些树一直在进化和适应,”阿龙·戴维斯说。他是英国皇家植物园裘园咖啡研究部门的领导人。经济学家估计埃塞俄比亚的野生咖啡树资源对产业来说价值每年5亿至15亿。然而要获得这巨大的基因库得等到麻烦的生物财产权问题得到解决之后,这可能花上若干年。埃塞俄比亚非常注意保护它的野生资源,在2006年试图给它最著名的咖啡豆一个商标之后就更是如此了,这导致了其与美国咖啡巨头星巴克旷日持久的争论。

埃塞俄比亚的野生咖啡树可能掌握着咖啡未来的关键,但值得警醒的是它们也处于危急之中。去年年底,戴维斯丢下了一枚重磅炸弹:如果气候以目前的轨迹继续变化下去,阿拉比卡咖啡树将在几十年内在野外灭绝(PloS One, vol 7, e 47981)。戴维斯和 Kew 以及埃塞俄比亚的同事在地图上绘出了人们记录野生阿拉比卡咖啡树生长的地方,发现最大,多样性最好的种群位于埃塞俄比亚西南的高地地区,还有一些在贝尔山脉(the Bale Mountains)和博马高原(the Boma Plateau)的卫星种群,这些种群跨越了和南苏丹东南地区的边界(见地图)。研究组织后建模研究了该物种在如今的可能分布,基于环境和气候是否能够满足其条件(见“地图”)。当他们开始建模这些条件在这个世纪中会如何改变的时候,警钟响起了。

结果说在 IPCC 对于未来二氧化碳排放最乐观的远景下,到 2080 年如今野生咖啡生长的地区将有 65% 不再适宜生长了。在最坏远景下,这个结果窜升到了 99.7%。“我们的分析很保守,”戴维斯说。“我们还没有计入现在到 2080 年之间的森林退化和土地改用。而且还会有其他生态方面的改变,比如说传播咖啡种子的鸟类的消失。”模型也没有包括害虫和疫病越来越糟的影响。“模型显示仅仅是气候变化就能够造成野生阿拉比卡咖啡的灭绝了,”他说。

在一次今年春天对于博马高原的考察中,戴维斯和席林瞥到了未来。他们去寻找一片在 1941 年被描述为高大健壮的阿拉比卡咖啡树林。他们找到的只有瘦弱的样品,挣扎着开着花,几乎没有可以取代它们的幼苗。“模型预计这一地区将于 2020 年不适于阿拉比卡咖啡生长,”戴维斯说。“很明显在 10 年内这就可能发生。看到这些树的状况让人感到震惊。但这也证明了模型的有效性。”这很重要,因为这也精确指出了可能能够支撑到 2080 年的阿拉比卡咖啡种群。“我们如今需要的是对于这些‘核心地点’的完全使用权,使得它们能够在长期被适当保管。”

罗布斯塔替代品

总有一天,野生阿拉比卡咖啡的基因可以被用作创造出种植用的树种,它们能够应对气候的变化。但是阿拉比卡咖啡并不是唯一一种咖啡,而且介于其未来是如此的不确定,其他种类开始吸引人们的注意。提供了我们目前三分之一咖啡的中果咖啡(Coffea canephora)就是最明显的选择。在贸易中被称为罗布斯塔咖啡的物种原产地位于非洲低地地区炎热潮湿的森林之中。比起阿拉比卡咖啡它更加吃苦耐劳,在 22 至 26 °C 间长势良好,尽管它不能忍受更高的温度或者干旱。之后就是口味问题。它的咖啡豆味道很重,很苦,一般和阿拉比卡咖啡混合制作速溶咖啡。尽管在巴西,越南和印度的低地地区广泛种植,它们低廉的价格意味着对于多数阿拉比卡咖啡种植者来说,转种罗布斯塔咖啡并不是一个选择。但是如果能够改善罗布斯塔咖啡的口味的话这一切都可能改变。

像阿拉比卡咖啡一样,罗布斯塔咖啡可以从在其原产地进行的基因搜寻中受益。“中非的某个地方可能有一些原材料,用来做出口味更好的咖啡,”戴维斯说。席林说,咖啡育种公司已经开始讨论这个课题了。“这个物种可以提供的有很多,如果你用基因学的方法研究它,很有可能你能作出挺不错的一杯咖啡。”

戴维斯指出咖啡还有很多其他品种。在研究咖啡科的 15 年,他发现了15个新种,使得其物种总数达到了 125。“很多都仅在当地使用,有报导称一些野生品种也能磨成一杯不错的咖啡,”他说。即使它们的咖啡豆永远无法取代阿拉比卡咖啡,有些种类可能包含能够让阿拉比卡咖啡适应的基因。“有几个品种在 30 °C 以上长势良好。它们对于育种来说可能有帮助。”

由于咖啡供应开始缩水,一个几乎完全依赖于一种咖啡豆的产业自己也将被迫开始适应。“谁知道呢,中世纪的时候我们可能在喝某个替代种的咖啡呢,”戴维斯说。现在的危机只是一个我们需要面对的挑战而已。“我们不能就这么让咖啡完蛋,太多人指望着它了。”

邪恶的象鼻虫

咖啡果小蠹(Hypothenemus hampei),是一种小象鼻虫,它们攻击的是咖啡树最值钱的部分——咖啡豆。雌性在浆果上打洞,在豆子内部挖出一条通道,然后在那里产卵。发育的幼虫会吃掉更多的咖啡豆。不同寻常的是,它们可以分解咖啡因,而不是和其他昆虫一样被其杀死。

这种每年要造成 5 亿美金以上损失的甲壳虫,已经是整个咖啡产业最大的敌人之一。咖啡果小蠹的原产地是非洲赤道地区的低地,但是在过去的一个世纪中它已经被带到了除了中国和尼泊尔之外的每一个咖啡种植国。“在咖啡种植地区进行的如此多交流和贸易下,传播到那里也只是时间问题罢了。”国际昆虫病理学与生态学中心的胡利亚纳·哈拉米略说。该中心位于肯尼亚的奈洛比。

气候变化也会影响到咖啡果小蠹一方。在2009年,哈拉米略预计温度上升1 °C 会使得咖啡果小蠹对于阿拉比卡作物造成更大的伤害,因为其增殖速度变快了——每带速度增加了一倍——并且能够进入高海拔地区了。“似乎这已经在发生了,”她说。报导指出象鼻虫已经在印度尼西亚和乌干达已经上移了海拔约 200 米。“在坦桑尼亚,它已经在过去的十年中在乞力马扎罗山上上移了300米。”

更靠近现在的时候,哈拉米略基于气候变化的预期,给咖啡果小蠹在东非的可能分布建了模(PLoS One, vol 6, p e24528)。结果是到2050年,在一些埃塞俄比亚,乌干达,肯尼亚,卢旺达,布隆迪的最佳咖啡产区,咖啡果小蠹的爆发会更加恶化。更高的温度还会使得每年咖啡果小蠹繁殖的代数增长到 10 代或者更多。

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