明日的咖啡:氣候變遷下,極具潛力的咖啡物種們

氣候變遷的主要原因來自於人類活動,極端氣候將導致咖啡產業產生衝擊,而尋找具備氣候韌性(Climate-resilience)的咖啡物種,被認為是減緩氣候災害威脅的其中一種方式。目前地球上被發現的咖啡物種共130種,其中許多物種有抗病蟲害,對乾旱及高熱擁有適應力的特性,而根據邱園研究員的研究,莫三比克微果咖啡、贊奎巴利亞咖啡,以及狹葉咖啡等,都有相對高的環境耐受性,對未來的咖啡產業而言,深具潛力。

撰文|何郁庭

圖一、咖啡是當代最流行的飲料之一|來源:pexels

 

在台灣,咖啡可以說是最流行的飲料之一,不論是街邊巷口的便利商店、社區生鮮超市、速食店、獨立經營或連鎖的咖啡店,甚至連加油站都可以看見現煮咖啡的蹤影。放眼世界,咖啡更是驅動了數十億元的咖啡產業,從上游的咖啡農到下游嗜飲咖啡的上班族,無一不受到「黑金」產業鏈的影響。

但是,21世紀面臨的氣候變遷危機,很可能讓咖啡產業跟供應產生劇烈改變。

 

● 氣候變遷將對咖啡產生重大衝擊

氣候變遷很大的原因來自於人類活動,1950年以來,全球溫室氣體濃度增加,平均溫度上升,全球冰川及積雪量下降,海平面增加,極端的暴雨與乾旱也越來越頻繁,各地區年均溫與雨量改變,將使許多農地不再適合栽植咖啡樹;而氣候改變也可能使微生物、昆蟲的生理生態特性改變,間接造成農作物的嚴重損害。這些風險,都正在對咖啡樹產生嚴重且深遠的影響。

為了減緩氣候的危害,相對應的策略勢在必行,而目前普遍被認為可以改進的部分有三:

  • 將咖啡的栽種地點改至較高海拔的地方
  • 調整農法及農地水土環境
  • 尋找更具氣候韌性(climate-resilience)的品系/物種,加以育種或栽培

目前,全世界商業化大量栽培的咖啡,有九成以上由阿拉比卡及羅布斯塔兩個種類包辦,且光是阿拉比卡咖啡,就佔全球生產量的56%。[1]

 

表一、阿拉比卡咖啡與羅布斯塔咖啡比較表

  阿拉比卡咖啡

C. arabica

羅布斯塔咖啡

C. canephora

世界產值及占比 約56% 約43%
主要栽種國家 衣索比亞、蘇丹南部

 

美洲中部及南部

 

栽培海拔 1,000-2,200公尺 50-1,500公尺
適宜溫度(年平均) 18-22°C 24-26(-30)°C
氣候韌性 較低 較高,抗葉銹病

 

阿拉比卡咖啡(Arabica, Coffea arabica)又稱小果咖啡,主要栽種的國家有衣索比亞及蘇丹南部,擁有極佳的風味,但栽種環境需求較嚴格,不但需要較高的海拔,適宜栽種的溫度較其他咖啡種類低,阿拉比卡對於咖啡葉銹病(Hemileia vastatrix)的抗性也較差。

產量第二名的羅布斯塔咖啡(Robusta, C. conephora),又有「中果咖啡」之稱,占全球生產量比43%。在栽種條件上,比阿拉比卡要來得友善些,也有較好的葉銹病抗性及溫度耐受性;然而,因為烘焙後的咖啡豆風味不如阿拉比卡,所以不論是產量或價格,都沒有阿拉比卡的表現出色。

這樣說來,地球上到底有沒有味道好喝,又能適應未來氣候的咖啡種類呢?

 

● 荒野的尋豆師

從植物分類的角度而言,所謂的「咖啡」指的是茜草科(Rubiaceae)咖啡屬(Coffea)的物種,除了上述的阿拉比卡和羅布斯塔之外,世界還有約130種,其中,不乏具有抗旱、抗蟲、生長速度快等性質的物種,只是它們沒有被推廣利用,或是僅有小規模栽種。

 

圖二、阿拉比卡咖啡(C. arabica)的果實|來源:https://www.inaturalist.org/observations/118012030

 

英國皇家植物園(邱園,Kew Gardens)的研究員戴維斯(Arron P Davis)[2],長年來致力於咖啡屬植物的研究,尤其是非洲與馬達加斯加島的咖啡屬植物調查,相關的發表不下百篇。近年來,Davis及其合作者陸續發表研究成果,試圖從百餘種咖啡當中,找出既有氣候韌性又有絕佳風味的咖啡,試圖為現在的咖啡產業帶來新的可能性。

舉例而言,Davis等人對東非小規模栽種的莫三比克微果咖啡(C. racemosa)及贊奎巴利亞咖啡(C. zanguebariae)兩個種類的外觀、基因、適存環境、果實大小、產量,甚至連風味都進行了詳細的描述。跟據該研究的結果,這兩種咖啡種類對於水分的需求量較低,對乾旱季節的容忍性更佳,另外,它們結果的速度比其他咖啡來得更快,從開花到結果,時間大約只需要4個月。這些特徵對於未來育種雜交或選育栽培來說,都是非常有用的資訊。

另外,2021年1篇《Nature Plants》的研究指出,西非北部重新被找到的狹葉咖啡(C. stenophylla),同時具有和阿拉比卡一樣的味道,且能忍受更高的氣溫,而這篇研究被許多媒體爭相報導。[3]

圖三、《柯蒂斯植物學雜誌》上的狹葉咖啡(C. stenophylla)科學繪圖|來源:https://www.biodiversitylibrary.org/item/14250#page/92/mode/1up

 

狹葉咖啡被紅皮書認定為易危(VU, Vulerable)等級的物種[4],最早於1834年發表。根據原始文獻記載,狹葉咖啡「可如一般咖啡烘焙及飲用,且味道較卻比一般咖啡更加美味」,然而自1920後,就再也沒有狹葉咖啡相關的品評及味道記錄。相隔近100年Davis重新在獅子山和象牙海岸一帶發現它,並且設法照顧狹葉咖啡樹,收成種子加工成可沖飲的咖啡豆。

經過法國國際農業發展研究中心(CIRAD)[5]的杯測品評後,咖啡鑑賞家給予狹葉咖啡高度評價,不但綜合評分高於巴西產地的阿拉比卡,甚至在「是否為阿拉比卡咖啡?」的問題中,有高達81%的回答皆認為狹葉咖啡的風味相同,可見其商業化的潛力。

圖四、經CIRAD杯測後的口味雷達圖|來源:參考文獻1

 

從上面的例子可以說明,狹葉咖啡、莫三比克微果咖啡、贊奎巴利亞咖啡等物種,相對於阿拉比卡咖啡而言,都有更好的氣候韌性表現;除此之外,也還有很多潛在的植物資源,可以供人們開發與利用。氣候變遷是不容忽視的現實,但憑藉著人類累積的智識與技術,或許能降低極端氣候對生活造成的衝擊。
 
追求一樣好喝又更具環境適應性的咖啡,是氣候變遷下的努力方向。世界上許多經濟作物,在大規模單一化的種植情況下,都面臨基因多樣性下降的情況,以至於面對病害時,產生嚴重農損。同時保持生物多樣性,讓人類與其他生物達到永續的農作方式,是這個世紀的人類,所必須共同正視的議題。否則我們賴以為生的各式農產品,將不再是稀鬆平常的存在。

 

註解:

[1] 第三名為賴比瑞亞咖啡(C. liberica),佔全球咖啡產量不到1%。

[2] 英國皇家植物園戴維斯研究員  https://www.kew.org/science/our-science/people/aaron-p-davis

[3]【明天恐沒咖啡喝了】全球 2 種主要咖啡豆面臨生存危機,植物學家探險隊在西非找到救世品種! https://buzzorange.com/citiorange/2021/12/23/stenophylla/

[4] 狹葉咖啡被紅皮書認定為易危(VU, Vulerable)等級的物種 https://www.iucnredlist.org/species/18538903/18539566#assessment-information

[5] 法國國際農業發展研究中心(CIRAD) https://www.cirad.fr/en

 

參考資料:

  1. Davis, A.P., Mieulet, D., Moat, J. et al. (2021) Arabica-like flavour in a heat-tolerant wild coffee species. Nat. Plants 7, 413–418. https://doi.org/10.1038/s41477-021-00891-4
  2. Davis, A.P., Gargiulo, R., Almeida, INdM, Caravela, MI, Denison, C. and Moat, J. (2021) Hot Coffee: The Identity, Climate Profiles, Agronomy, and Beverage Characteristics of Coffea racemosa and C. zanguebariae. Front. Sustain. Food Syst. 5:740137.  https://doi.10.3389/fsufs.2021.740137
  3. Davis, A.P., Rakotonasolo, F. (2021) Six new species of coffee (Coffea) from northern Madagascar. Kew Bull 76, 497–511. https://doi.org/10.1007/s12225-021-09952-5
  4. Don, George (1834) A general history of the dichlamydeous plants: comprising complete descriptions of the different orders...the whole arranged according to the natural system 1834 v.3. J.G. and F. Rivington. London. https://www.biodiversitylibrary.org/item/9905#page/589/
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