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贫困农村土壤—植物—儿童人体必需微量元素的(6)

来源:植物研究 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-11-03
作者:网站采编
关键词:
摘要:[73]蓝翁驰.微量元素与生态环境的相关性[J].中央民族大学学报(自然科学版),2004,13(2):163-169. [74]雒文涛,乌云娜.陆地生态系统微量元素循环及其对全球

[73]蓝翁驰.微量元素与生态环境的相关性[J].中央民族大学学报(自然科学版),2004,13(2):163-169.

[74]雒文涛,乌云娜.陆地生态系统微量元素循环及其对全球变化的响应:进展与展望[J].大连民族大学学报,2016,18(5):443-449.

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20世纪70年代,联合国粮农组织提出食物安全概念以来,其内涵、外延一直都在不断变化,关注点从宏观转向微观,从数量转向质量,从食物可供给性转向食物可持续性[1]。《中国食物与营养发展纲要(2014—2020年)》指出,目前中国食品安全状况总体稳定趋好,但食物生产还不能较好地满足营养需求。中国居民同时面临着营养不足、隐性饥饿以及营养过剩的三重困境[2]。微量营养素(主要包括维生素和矿物质)缺乏会引起机体不良反应甚至导致疾病,国际社会把改善全球的微量营养素缺乏作为重要的公共卫生政策之一[3]。国家食物安全是家庭和个人食物安全的基础,家庭食物获取安全和个人营养安全则是食物安全的终极目标[4]。1 国内外相关研究现状与发展动态分析1.1 贫困农村的食物安全问题1.1.1 贫困农村环境对食物安全的影响 我国贫困农村居民家庭是食物安全水平较低的弱势群体之一,贫困农村居民家庭的食物安全是我国未来食物安全的核心问题[5]。重视贫困农户食物安全是关注弱势群体基本生存权利的需要,确保贫困农户食物安全有助于保障国家整体食物安全与社会和谐稳定[6-7]。为解决农户食物安全问题,王兴稳等[8]运用联立方程组进行相关研究,分析贫困山区道路、季节性饮用水短缺对农户营养、健康的影响;运用多元回归方程分析西南贫困山区道路状况等对农户食物获得能力的影响,居住地距集贸市场越远、道路状况越差,农民食物的多样性及膳食综合评价得分越差[9] 贫困农村家庭食物安全影响因素 宏观食物供给能力是确保食物安全的前提,微观食物获取能力是食物安全的关键[10]。资源、生产投入、自然灾害、消费需求和国际贸易等风险是我国家庭食物安全的5大风险[11]。家庭规模越大,越容易面临食物不安全风险;健全农村市场体系有助于家庭食物安全的实现;耕地资源是贫困农村实现家庭食物安全的重要保障[12]。农户收入不确定性对食物安全产生的负面效应一般大于收入水平提高产生的促进效应。家庭食物安全状况的决定因素主要是人力资本[13],影响我国贫困地区农民粮食和食品安全保障最主要因素是农民实际收入水平[14]。面对食物不安全现象,低收入家庭应变能力较弱[15]。家庭食物安全主要受家庭成员购买意愿与购买力的影响,家庭成员内在动机是影响可持续食物安全的主要因素[16]。综合评价家庭食物的获取与分配行为是微观食物安全研究的重要内容[17],农村因地制宜开展多种经营有利于家庭食物安全[18-19],妇女赋权程度对农户食物安全水平存在着显著的正向影响[20],提高农村家庭食物安全需要调整、匹配农村食物系统的各种安全驱动因素[21]。聂凤英等[22]基于陕西等三省1 368户农户的调查,发现中国西部贫困地区6个样本县食物不安全农户比例为14.9%。食物营养知识缺乏等是导致农户食物不安全的主要原因[23]。样本县各种生计资本的平均综合水平偏低,生计资本是影响农户食物安全状态的显著性因素,且对农户食物安全具有正向作用[24]。样本农户遭受的冲击对其食物安全有显著负向影响,对贫困程度较高的农户冲击影响较大[25] 生物多样性与稀释效应对食物质量安全的影响1.2.1 生物多样性、农业生物多样性与食物多样性 生物多样性是社会可持续发展的基础,是生态安全和食物安全的重要保障[26]。农业生物多样性是全球生物多样性的重要组成部分,是粮食生产系统的基础,对保障全球粮食安全和农业可持续发展至关重要[27]。粮食安全既有对单产和一定种植规模的数量要求,也有对投入物质安全和土壤健康的质量要求,还有对良好生态环境的要求以及对生产者充分激励的经济要求[28]。顾莉萍等[29]将食物多样性方法与食物最低需求量相结合,通过食物缺乏种类来判断贫困县的食物消费和供给多样性,食物缺乏种类可以在一定程度上显示贫困县食物安全状况 农作物稀释效应与食物必需微量元素下降 日常膳食结构中仅突出某种淀粉食品,虽然能提供足够的热量,但不能提供保障良好健康所需的适当维生素和矿物质营养[30]。单位体积农作物产品中部分营养素,尤其是微量营养素含量有下降趋势,对农作物中必需微量营养素产生了稀释效应,导致单位体积营养素含量的下降[31]。Davis[32]推测蔬菜营养素含量的下降可能与其产量性状的改进有关。农产品微量营养素含量下降的可能原因:(1)栽培技术使农作物产量增加,但经济产品中多种矿物质元素的含量与产量并不一定是强正相关关系,导致产量增加“稀释”了矿物质元素含量;(2)育种技术主要以产量和收获指数等农艺性状作为改进目标,导致微量营养素含量在基因水平被“稀释”[33-34] 隐性饥饿的现状与儿童隐性饥饿的危害1.3.1 隐性饥饿的现状 目前全球约有20亿人遭受隐性饥饿,我国隐性饥饿的人口数量约3亿。随着经济社会的不断发展,我国居民营养水平总体得以改善,显性饥饿问题已基本解决,但是隐性饥饿仍制约着中国居民的健康[35]。当前儿童蛋白质—热能营养不良症已显著减少,但微量营养素缺乏仍然存在[36]。发达与贫困地区均存在婴幼儿隐性饥饿问题,常玲等[37]研究表明,较好的家庭经济状况对儿童智力发育有正向促进作用。浙江大学医学院附属儿童医院临床营养门诊接诊的1 844例儿童(2015年12月—2016年10月),其中19.1% 存在营养不良,隐性饥饿较普遍。隐性饥饿严重影响我国的人体素质和经济发展,会带来巨大的经济损失和沉重的社会代价。膳食中微量营养元素含量和生物有效性低是导致人体营养失衡的主要原因[38]。万建民院士指出,2015年我国粮食总产量已超过6亿t,数量方面能够基本满足人们需求,但是质量方面的问题却仍没有解决,导致长期微量营养素缺乏和失衡[39]。微量营养素缺乏通常难以被发现,其不良影响往往具有潜在性、滞后性[40] 儿童隐性饥饿的危害 儿童隐性饥饿问题已成学术关注热点[41]。儿童早期营养不良的长期后果是不可逆的[42]。儿童是认知发展的最佳时期,微量营养素是构成酶和激素的重要物质,参与人体生长、发育、免疫等[43]。处于生长发育期的儿童,其微量营养素的代谢与骨骼发育密切相关[44]。合理营养是儿童正常生长发育的基础,当各种原因导致微量营养素摄入不足时,就会出现各种缺乏症状,必需微量营养素缺乏,可不同程度地影响人体正常机体功能和组织代谢[45]。微量营养素缺乏较为常见,锌缺乏会使免疫力降低,影响儿童体格发育及智力发育等,我国儿童缺锌和维生素A造成的经济损失约占GDP总量的2.9%[46];铁缺乏是当今世界上最常见的微量营养素缺乏,缺铁会使儿童认知能力与学习能力下降[47],据估计,约有50%的贫血是由缺铁引起,这个问题在发展中国家尤为突出[48]。儿童早期的铁缺乏若未得到及时纠正,即便是未发展到贫血阶段,也可能已经对儿童的生长及发育造成不同程度甚至是不可逆转的损害[49-51]。锌、铁、钙元素缺乏,铅暴露增加,是造成哮喘患儿免疫功能降低、免疫调节紊乱的重要原因[52]。2 土壤—植物—人体必需微量元素关联特征研究背景2.1 中国贫困人群微量营养元素缺乏的问题突出隐性饥饿是指人体由于营养不平衡或者缺乏维生素及必需的矿物质,从而产生隐蔽性营养需求的饥饿症状,其主要原因在于微量营养元素摄入不足,属亚临床或生化水平缺乏状态[53]。中国贫困人群微量营养元素缺乏较为严重,《中国居民营养与慢性病状况报告(2015)》显示,我国6岁以下农村儿童生长迟缓率与低体重率是城市儿童的2~3倍,而贫困农村儿童生长迟缓率和低体重率又是一般农村儿童的1.5倍,贫困农村学龄前儿童营养缺乏问题突出[54]。辽宁辽阳2 222例1~6岁儿童中,缺锌占48.6%、缺铁占29.1%[55];河南商丘2 703名学龄前儿童铁、锌缺乏率分别为38.4%、34.7%,铁与锌同时缺乏发生率为24.1%[56];湖北监利县300例4~6岁的儿童,铁、锌等摄入量未达标,23.3%的儿童缺乏微量营养素[57];陕西榆林7 396例1~7岁儿童缺锌49.8%、缺铁41.9%[58];对江西610例儿童全血微量元素检测,缺锌率高达46.7%、缺铁率为20.3%[59] 土壤—植物系统微量元素含量与人体微量元素含量的关系密切土壤是产地环境的基本要素,良好的产地环境是确保食物安全的基础[60]。土壤中微量元素含量、作物种类等因素是影响植物微量元素含量的重要因素,环境中各种元素以不同的形态和量存在,并通过土壤、植物等自然生态因子进入食物链[61]。土壤中微量元素失衡以及掠夺性地消耗土壤中微量元素,不仅破坏了农作系统的可持续性,降低了耕地支撑高产的能力,而且使农作物病虫害增多、农产品品质下降[62]。Thomas[63]也认为,食物中微量营养素含量下降可能源于土壤中微量元素的流失及食物链中的损耗。江西土壤微量元素含量分析表明,赣州市铁、锌含量相对较低;吉安市铜、锌含量相对较低,并有较大面积的低钼和缺钼土壤[64]。不同产地苦木药材微量元素测定显示,江西生产的苦木药材中铁、锌两种微量元素含量低于广东、广西的[65],这也从另一视角说明江西土壤与植物的铁、锌含量相对较低。Yang 等[66]认为,可以通过提高土壤—植物系统有益微量元素的生物有效性以及作物中元素含量等方法来间接提高人体微量元素含量。地理位置是影响儿童硒水平的重要因素,主要是饮食习惯不同所致[67],人体对植物硒的摄入是硒进入人体的主要途径[68],人们食用富硒农产品通过食物链补硒,安全、方便、经济[69] 贫困农村儿童体内微量元素含量与土壤—植物系统微量元素含量的关联研究仍较薄弱土壤中微量元素含量主要与成土母质、气候、有机质含量和氧化还原状况等多种因素有关[70-71]。微量元素对植物生长发育起着至关重要的作用,农田灌溉水、土壤中微量元素铜、锌含量对稻谷中相应元素含量有一定影响[72]。微量元素在维持人体健康中起基础作用[3],而且只能通过外界摄入,不能自身合成。人类生存与健康取决于环境中各元素的动态平衡,处在食物链高端的人类,虽然不是直接依靠无机食物生存,但其必需微量元素受制于环境中的各要素(土壤、植物等)[73]。然而,目前微量元素迁移、循环研究重视不够[74],针对土壤—植物—人体系统必需微量元素含量的关联特征研究仍较薄弱。3 土壤—植物—人体必需微量元素关联特征研究意义3.1 有助于揭示土壤—植物系统微量元素与儿童体内微量元素之间的关系食物安全事关国家安全战略,应更加注重食物综合保障能力及营养安全方面的研究。隐性饥饿已成为全球普遍关注的公共健康问题,尤其是对于发展中国家的妇女与学龄前儿童[75],隐性饥饿等营养不良问题能使数代人陷入贫穷和营养不良的恶性循环[76],中国在减少贫困人口上取得了举世瞩目的成就,但还有大量农村贫困人口仍然面临着食物不安全和微量元素缺乏问题[77]。贫困农村儿童隐性饥饿问题迫在眉睫,必需微量元素失衡是主要原因,必需微量营养元素是人类赖以生存的重要物质,而处在生长发育阶段的儿童对微量元素缺乏更敏感。土壤中的矿物质直接或间接地控制着植物、动物和人的新陈代谢,人体中的微量元素与地壳元素丰度呈正相关,这是土壤—植物—动物—人类生物链传递的结果[62]。开展该项目研究有助于揭示土壤—植物系统微量元素与儿童体内微量元素之间的关?可为基于土壤—植物系统优化人体微量元素提供科学依据徐小磊等[78]通过研究成土母岩及土壤元素迁移特征,并对后期人类农业活动造成的土壤环境质量影响进行评价,为农业生产和农作物生长提供借鉴。土壤质量和土壤肥力对粮食作物的营养含量和农业系统的营养产出有直接影响[63],微量元素可能是今后提高作物产量和品质的关键因子,农业系统越多样化,食物系统就越会富含更多的微量元素。人体、食物中的微量元素源于土壤矿物质,植物、动物、人类都需要矿物质微量元素,并必须满足适当的数量和比例,如果超出或低于其适量范围或失衡,则可能产生负效应[61]。该项目研究可为基于土壤—植物系统优化人体微量元素提供科学依据。4 土壤—植物—人体必需微量元素关联特征研究初步设想我国食物安全总体较好,但存在发达地区与贫困地区、成人与儿童、数量与质量等不平衡的食物安全问题,贫困农村儿童隐性饥饿问题尤为迫切,其中必需微量元素的平衡更为重要,现已有较多学者从事这方面的研究,取得了较好的研究成果。但是,医学、营养学者注重于必需微量元素的摄入与平衡,地理学者注重于必需微量元素的空间格局,农学学者注重于必需微量元素的生物强化等,由于各学科研究视角与侧重点的差异,因此,亟待加强土壤—植物—人体系统必需微量元素含量关联特征的系统研究。今后研究将以儿童为中心,以植物土壤、植物为环境,将植物土壤、植物与儿童视为研究整体,如测定江西省贫困农村稻田土壤、稻米与4~6岁儿童全血样本所含铁、锌、铜、钴、钼、硒、碘、铬等8种必需微量元素,结合微量元素失衡儿童病例与体检报告分析及微量元素迁移累积系数测算,系统研究必需微量元素在稻田土壤—稻米—儿童食物链的迁移转化规律等关联特征;在贫困农村儿童食物多样性、多因素质量比模型必需微量元素满足度综合评价的基础上,厘清贫困农村儿童食物多样性与必需微量元素满足度之间的关系,并测算各种微量元素对儿童必需微量元素满足度的贡献率;旨在为基于土壤—植物系统优化人体微量元素提供科学依据,为贫困农村儿童必需微量元素失衡提出改善建议。◇参考文献[1]唐羽彤,林慧龙.食物安全评价及其发展的路径选择[J].草业学报,2015,24(7):189-196.[2]余颖雅,毕洁颖,黄佳琦,等.食物安全测量指标比较与影响因素分析[J].中国农业大学学报,2017,22(10):192-202.[3]韩军花,李晓瑜,严卫星.微量营养素风险等级的划分[J].营养学报,2012,34(3):212-216.[4]陈源源,吕昌河,尚凯丽.食物安全的内涵、指标与评价方法综述[J].中国农学通报,2017,33(22):158-164.[5]肖海峰,李瑞锋,努力曼.我国贫困地区农村居民家庭食物安全状况的自我评价及影响因素分析[J].农业技术经济,2008,27(3):47-53.[6]高帅,王征兵.贫困地区农村人口粮食消费及成因分析[J].中国人口科学,2013,27(2):101-110.[7]高帅.贫困地区农户食物安全研究[D].陕西杨凌:西北农林科技大学,2013.[8]王兴稳,樊胜根,陈志钢,等.中国西南贫困山区道路与农户食物获得能力——基于贵州住户调查数据的分析[J].农业经济问题,2012,33(1):45-51.[9]王兴稳,樊胜根,陈志钢,等.中国西南贫困山区农户食物安全、健康与公共政策——基于贵州普定县的调查[J].中国农村经济,2012,28(1):43-55.[10]高帅,王征兵.收入、偏好与居民食物安全[J].财经科学,2012,56(10):100-108.[11]钟来元,刘黎明.我国食物数量安全的风险防范体系研究[J].中国农业大学学报,2011,16(4):169-175.[12]李瑞锋,肖海峰.我国贫困农村地区居民的家庭食物安全影响因素分析[J].农业技术经济,2007,26(3):44-49.[13]Cock 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