到2100年，米品質或將再降5%。
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對許多人來說，米飯是餐桌上的「必備主角」。一碗熱騰騰、香氣撲鼻的大米飯，不僅是我們碳水化合物的重要來源，更是各種菜餚的最佳搭檔。作為全球最重要的糧食作物之一，水稻養育了全球近45%的人口（超過35億人）。而在世界上最大的米生產、消費和進口國——中國，米的品質直接影響著很多人的日常飲食。
近日，陝西師範大學的一項最新研究給我們敲響了警鐘。這篇發表於《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters）的論文指出，在過去幾十年間，中國的米品質正在悄悄下降。
品質下降
米的品質可以透過多種標準來衡量，各國的評判標準也不盡相同。在中國，根據優質稻穀相關國家標準（GB/T 17891-2017），整精米率、堊白度和食味品質是稻穀分級的重要指標，直鏈澱粉含量為限制指標，即不同品質的稻穀均需達到一定含量。而在同樣廣泛種植水稻的日本，米品質則透過糙米的厚度和粉質度來評判。
所謂整精米，是指稻穀去殼後，經過加工碾磨後，達到完整米粒平均長度四分之三及以上的米粒。堊白則是指米粒胚乳中粉質、白色的不透明部分。這種現象之所以發生，是由於米在生長過程中因某些原因出現了澱粉積累不足和結構鬆散。一方面，堊白會影響米粒的外觀，讓消費者在購買時有所顧慮，進而影響大米的價格；另一方面，它也反映了大米中的澱粉含量變化，會直接影響大米的烹飪特性和口感。
在最近發表的這篇論文中，研究人員分析了1985-2020年間中國水稻研究所記錄的稻穀品質數據，以及1979-2018年間日本農林水產省所記錄的一級品質米率數據，揭示了兩國過去幾十年的水稻品質變化趨勢。
研究結果顯示，從1985年到2020年，中國米品質呈現持續下降趨勢。優質米率每十年平均下降1.45%。其中，2004年的優質米率最低，僅58.88%。相較之下，日本的米品質年際間波動較大，並未表現出長期下降趨勢。不過，日本米在1996年至2010年間也經歷了明顯的品質下滑，平均下降幅度達每十年7.6%。
背後的因素
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研究人員對中國和日本的米品質下降背後的原因充滿了好奇。他們詳細分析了兩國1979-2020年間的小時氣象數據，重點關注夜間溫度、日間溫度、日降水量、太陽輻射、雲量、日間蒸氣壓虧缺（可反映空氣濕度）以及二氧化碳濃度等可能影響米品質的氣象因素。
分析結果顯示，對中國優質米率影響最大的因素是夜間溫度：夜間溫度越高，米的品質越差，反之則越高。特別是，米產區的夜間溫度超過了18°C時，優質米率會隨溫度升高而明顯下降。日本的溫度閾值甚至更低，僅12°C。隨著氣候變遷加劇，中國水稻生長季節高溫事件頻繁，這已經直接影響了米的品質。
這也是研究人員第一次在如此大規模的研究中，證實了氣候變遷對大米品質的直接影響。先前的研究通常集中於氣候變遷對大米產量的影響。例如，一篇2023年發表於《整體環境科學》（Science of The Total Environment）的論文指出，從25°C到30°C，夜間溫度每升高1°C，大米的產量就會減少1% ，同時其中直鏈澱粉和蛋白質的含量也顯著降低。而隨著日間溫度的上升，堊白度幾乎呈線性增加：在超過25°C的環境中，溫度每升高1°C，米的堊白度就會增加6%。
高溫之所以會影響米的產量和質量，是因為高溫會影響水稻的光合作用和澱粉累積過程。溫度升高會抑制光合作用效率，減少籽粒中澱粉的累積。此外，高溫也降低了米中的直鏈澱粉含量，增加澱粉粒的平均粒徑，使米變得更脆弱，容易在加工和碾磨過程中受損。同時，大米中的蛋白質和脂肪酸等營養成分也會發生變化，大米的黏度和糊化溫度也會提升，影響大米的營養價值和口感。
未來會怎樣
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隨著氣候變遷的影響逐漸顯現，極端高溫事件的頻率也不斷增加。研究表明，氣候變遷對夜間溫度的影響遠大於對日間溫度的影響——夜間平均溫度的升幅甚至是日間升幅的3倍。這意味著，米品質的持續下降可能是我們必須面對的嚴峻現實。
研究人員評估了未來幾十年大米品質進一步下降的可能性。結果令人擔憂：無論是採取減排措施，還是維持中等或高排放路徑，中國大米的品質在未來幾十年內幾乎注定會大幅下降：在減排情景下，從2020年到2100年，中國和日本的米品質預計將分別下降1.5%和0.5%；在中高排放情境下，下降幅度則更加顯著，尤其是2050年後，中國大米品質的下降速度將明顯超過日本，到2100年的降幅可能將超過5% 。
研究結果同時顯示，中國不同地區的米品質下降趨勢可能存在差異，南方米品質受氣候變遷影響將更為嚴重。這或許與南北方稻米種植系統不同有關：北部地區普遍種植單季稻，而南方許多地區則種植雙季稻（早稻和晚稻）。由於早稻的生長季節較短且夜間溫度較高，因此南方米可能面臨更大的品質下降風險。
面對氣候變遷對米產量和品質的威脅，真的無能為力了嗎？為應對氣候危機，科學家正致力於培育更耐熱、抗逆性更強的稻米品種。例如，在一篇2023年發表於《植物雜誌》（The Plant Journal）的論文中，研究人員就嘗試利用CRISPR/Cas9基因編輯技術，來解決溫度升高導致的米粉質化、堊白化問題。
研究團隊將目標鎖定在了一個與米粉質化相關的關鍵基因—液泡質子轉位焦磷酸酶（V-PPase）。他們透過基因編輯技術修改了該基因的啟動子區域，以降低其表現量。結果，改良後的米堊白度降低了7～15倍，澱粉顆粒排列更緊密，穀粒重量增加，整體品質顯著提升，甚至在夜間溫度升高的條件下仍能保持良好表現。
不過，培育耐熱水稻只是解決方案之一。米的品質和產量也受到稻穀品種、種植環境、管理方式等多種因素的影響。為了保護糧食安全，我們不僅需要科學技術的創新，還必須採取行動，持續推進節能減排，減緩氣候變遷的腳步，盡可能減少極端天氣的發生。
