氣候發生改變會影響農業，但是你知道嗎？在這個連鎖反應下，耕地減少、產量下跌，乃至作物品質下降對全球糧食安全帶來的影響，其實遠超過我們的想像。

氣候變遷讓糧食安全狀況惡化。圖片來源：OrnaW／Pixabay

氣候變化、溫度上升 糧食系統負荷增

植物跟動物不一樣，沒辦法單靠其細胞和組織維持最適合生長的溫度，因此植物的生長和代謝與環境溫度關係密切，當氣候變遷帶來極端天氣變化的同時，農作物的收成量便進而受影響。除了產量可能下跌，作物也可能因為二氧化碳濃度上升而加速生長，讓單一農產的營養價值下降，已經惡化的糧食安全情況更加糟糕。

波士頓諮詢公司（BCG）指出，全球糧食系統正處於「舉步維艱」的困境，全球生產的糧食中有高達三分之一被浪費或是未能抵達餐桌就出現損失。世界衛生組織（WHO）預估，全球人口中，每11個人就有一個人面臨糧食不安全問題，更不必說地緣政治不穩定加劇導致的農業生產中斷，以及氣候變遷下，氣溫上升、極端天氣頻率增加帶來的生長季節難以預測問題，也會對現有的農產產區造成進一步傷害。

發佈在《自然》期刊（Nature）的一份研究顯示，全球均溫每上升1°C，農業產能減少的量換算下來相當於每人每天減少120卡路里，約占當今全球平均消費量的4.4%，而照這個規律計算，史丹佛大學杜爾永續發展學院的研究作者項中君（Solomon Hsiang）指出，假設到2100年升溫3°C，基本上等於地球上的每個人都放棄吃早餐。而此時的全球農業減產將下降達24%。

現階段的地球均溫，已經比工業化前高出約1.5°C，即使農民提早預警、投資更好的肥料、灌溉技術甚至是更適合生長的種子品種，為期更久的乾旱和熱浪，以及難以預測的降水頻率和強度仍會持續「吃掉」產量，在最好的情況下，至本世紀末前，調適措施也僅能彌補全球產量損失的三分之一。

即使產量增加，作物營養價值也可能降低。圖片來源: congerdesign／Pixabay

不只產量降低 作物營養價值也下降

研究分析了54個國家、1.2萬個地區中，提供人類三分之二以上熱量的六種主要作物（玉米、大豆、稻米、小麥、木薯、高粱）。研究發現，除了水稻可能受益於夜間較高的氣溫，產量有50%機率增加外，其他重要的糧食作物如小麥、玉米、大豆和大麥等，本世紀末前產量下降的可能性仍高達70%至90%。

研究也發現，世界上許多國家的高價值作物將受到特別嚴重的影響，美國、中國東部、中亞、非洲南部和中東等糧食產區的玉米產量可能下降40%；美國、中國、俄羅斯和加拿大的小麥產量可能下降40%，而美國的大豆產量可能下降50%。其中一些最富裕的國家將受到最嚴重的打擊，像是美國除稻米以外的主要農作物都將減產40%至50%。

即使對那些當氣候變化發生後，生長得更快、更大的作物來說，這也並非是一個好消息，在《工程學》（Engineering）期刊發表的另一份研究即揭示了，二氧化碳變化「有得必有失」的複雜作用。

該研究指出，對於水稻、玉米、小麥等大多數植物來說，較高的二氧化碳濃度確實會增強光合作用並提高生長率，但是這並非毫無代價，因為這意味著氮含量將減少，並削弱植物生產蛋白質和胺基酸的能力。一段時間後，作物體內的鈣等關鍵礦物質和抗氧化化合物的成分就會開始減少，導致營養成分下降。

其他磷、硫、鐵等礦物質和小麥內的蛋白質含量，則會因二氧化碳含量升高，提升了作物中糖的濃度而遭到稀釋。在同樣的餐飲條件之下，長期下來，卡路里升高、蛋白質和維生素變少，會損害人體免疫並影響健康，甚至會蔓延至以作物為食的牲畜，產出營養價值低的肉、奶或蛋，對蛋白質營養不良和微量元素缺乏症已很嚴重的貧窮地區帶來衝擊。

溫帶農業集中區的大規模生產也是糧食安全脆弱點之一。圖片來源： RJA1988/ Pixabay

各國「麵包籃」大受衝擊 糧食體系應全面審視

如果產量減少、營養價值減少還不夠糟，那人們有沒有辦法透過增加耕地來解決呢 ？

根據一份發佈在《自然食物》（Nature Food）期刊上的研究，與當前氣候相比，在比工業化前高出1.5°C、2°C、3°C及4°C的四種暖化情境下，在僅升溫1.5°C時，30種主要作物中就有近一半面臨潛在宜耕種土地銳減的威脅，升溫超過2°C後，在某些情境下，部分耕地減少比例甚至會超過50%。

事實上，溫度對於作物產量的變化雖然很顯著，但其實並非線性，全球產量下降最多的並不是本來最炎熱的區域，反而是平均氣溫適中、位於統計數據中間50%的區域，會面臨最大的產量損失。主要原因是因為炎熱地區的作物多半已較為適應高溫，當溫度進一步升高時，所受影響會減少，而寒冷的地區則會得利於暖化。

這些中間區域大多落在高收入國家，並且是許多被稱為「麵包籃」的重要農業產區，受到氣候變遷的影響更大、適應性更為有限，也造成了全球更大的糧食安全風險。

當然，部分氣候變遷風險衍伸自固化的農業生產策略，如採購對象為單一的主要種植區、容易受氣候和病蟲害影響的「單一品種陷阱」（Single-Variant Trap），以及缺乏技術創新的科技停滯問題等。波士頓諮詢公司指出，決策者可透過積極推動創新、開創氣候智慧農業、引入預測性人工智慧（Predictive Al），以及改善物流、減少對脆弱作物和地區的依賴性以強化多元性產品組合等方式，來增加供應鏈韌性並減少衝擊。

儘管如此，調適做得再好再多，最後仍須面對氣候變遷的不爭事實。英國利物浦約翰摩爾斯大學的博士生埃克勒（Jiata Ugwah Ekele）強調，人們必須全面思考生產足量且促進健康、公平和韌性的新糧食體系，因為食物不僅僅是卡路里，也是人類發展和氣候調適的基礎。

參考資料

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Exploring the Impacts of Elevated CO2 on Food Security: Nutrient Assimilation, Plant Growth, and Crop Quality , Engineering, DOI: https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.12.018

Climate change threatens crop diversity at low latitudes, Science, DOI: https://doi.org/10.1038/s43016-025-01135-w

BCG（2025年5月1日），Building Resilience in Agrifood Supply Chains

Carbon Brief（2025年4月3日），Half of global croplands could see a drop in suitable crops at 2C of warming

Earth.com（2025年7月11日），Climate change is making our food less nutritious

ScienceDaily（2025年7月10日），Bigger crops, fewer nutrients: The hidden cost of climate change d

Cosmos（2025年6月19日），Climate change is eating into our food supply – and adaptation might not be enough

Cosmos（2025年3月15日），Rising CO2 threatens crop nutrition and global food security

CNN（2025年6月18日），Children born now may live in a world where the US can only produce half as much of its key food crops

Forbes（2025年6月18日)，U.S. And Europe Face 40% Drop In Food Production, Scientists Warn