粮食在人类生活中的重要作用-来自《环境学导论》的成果

中国有句古语：“国以民为本，民以食为天”。人类自从进入文明以来，粮食在解决人类食物方面，始终起着决定性的作用。我国绝大多数人习惯以粮食为主要食物，称之为“主食”，现在世界上大约有90％的人都是以粮食为主要食物；其原因是人类生命活动所需要的热量主要取自粮食。

1. 热量和食物量

人体各种生命活动的动力是能量（热量）。由于人类不能直接利用太阳能，故只能靠获取食物来解决，这样，获取食物便成为人类赖以生存和繁衍的最基本的条件。

不同的食物所含的热量和营养分差别极大。不过大体上说来，人类必须有足够数量的食物以供给身体各项活动所需要的热量，同时还必须有品种齐全的食物以供给所需的脂肪、淀粉、蛋白质、维生素和各种矿物质等。联合国粮农组织曾对各个国家和地区以及全世界人民，每天每人所需要的蛋白质和热量做过估计，由于每人的需要量因年龄、性别、体重和体力劳动等而异，故只能取平均值：

人类平均 天需要的热量：2385千卡/人·日

男性：3000千卡/人·日

女性：2200千卡/人·日

人类平均每天需要的蛋白质：38.7克/人·日

男性：0.57克/公斤体重·日

女性：0.51克/公斤体重·日

我国营养学工作者根据我国的实际情况，研究制定出我国各类人群每日膳食中需要各种营养素和热量如表5—1所示。

表5—1 我国居民每日膳食中需要的主要营养素供给量和热量

注1 国际单位＝0.3微克

表5—2 全世界平均每天每人所食用各种食物的相对重要性（联合国粮食农业组织1971年数据）

注：摘自G.M.Masters：“Introduction to Environmental Sdsende and Tedhnology” .

每人每日营养的需要量是指是维持身体正常生理功能所需的数量，低于这个数量就会产生不利于身体的影响，并可能出现营养缺乏症。表5—2列举了世界平均每人每天从各种食物中摄取的热量以及蛋白质和脂肪的量。由表可知，各种食物中摄取的热量以小麦和大米为主要的谷类最为重要；它们提供了52.4％的热量和47.4％的蛋白质。动物来源的食物一般价格较贵，仅提供热量的16.7％；但它提供的蛋白质比较多，达31.7％，其中以肉类和乳制品为主，分别占14.0％和10.8％。植物性蛋白质中豆类和坚果等也很重要，约占12.0％。

通过试验观察到，由脂肪、淀粉（糖类）、蛋白质在人体内产生的平均热量如下：

脂肪　9.3千卡/克

糖类（碳水化合物）　4.14千卡/克

蛋白质　4.1千卡/克

根据人体的营养需要和各类食物的营养特点，确定各类食物的需要量，以便在营养中取长补短，达到平衡。食物调配不适当，就会影响人体健康，甚至引起各种疾病。

2. 食物的科学构成

生物化学的理论告诉我们：人的机体通过化学元素与环境进行物质交换，使生命和环境之间保持着动态平衡。人类生命活动本身便是物理、化学、生物化学各种反应的大综合，是一个巧妙而又十分复杂的过程。人体各系统、器官、组织、血液乃至细胞中含有化学元素80多种，其中氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁、铁的含量占人体总重量的99.95％；其它的化学元素含量极低，称为微量元素。这些元素通过新陈代谢不断地与环境进行交换，并主要通过吃食物、喝水和呼吸作用补充平衡。如果这些元素过多或过少则会引起疾病，如糖尿病就是由于铬的含量过低而造成的。(www.xing528.com)

人体代谢过程中所必须的另一类重要物质就是维生素。维生素A、维生素B、维生素C，有的是动物性食物提供的；有的是植物性食物提供的。至于蛋白质，则是人体主要的结构物质之一；身体的成长、组织的更新和代谢作用等都需要蛋白质。人类的体重中蛋白质约占20％；世界上许多地区人民营养不良，其主要原因是缺乏各种必要的蛋白质。蛋白质有几百万种不同的结构，其性质、功能各不相同；如激素、酶类、血红蛋白等都是一种蛋白质。人类有许多疾病如贫血、甲状腺肿、脚气、干眼、坏血、软骨等，都是由于营养不良引起的。儿童营养不良，身体虚弱更容易得传染病以至死亡。此外，蛋白质对脑部发育更为重要；儿童时期，脑部发育极为迅速，缺乏蛋白质会导致智力上的缺陷。

人体内有几百万种不同的蛋白质，但它们都是由大约20种氨基酸结合而成的，氨基酸的分子式为，结构式为。人类食物中必须含有9种基本的氨基酸，其余的均可由它们合成。表5—3列出各种蛋白质中基本氨基酸的相对含量。动物性蛋白质比植物性蛋白质优越，其原因就是动物性蛋白质都含有适当数量的9种基本氨基酸；而植物性蛋白质则一般缺少一两种。例如大米、小麦、玉米中含赖氨酸较少，应配合黄豆或豆类食用；而三者之间玉米含色氨酸不够，但白氨酸和异白氨酸则较多；大米的组氨酸又较少，因此，三者之间配合食用也很有必要。

有机体的一切生命现象都与蛋白质的运动密切相关；机体内旧蛋白质在不断分解，新蛋白质在不断合成。食物蛋白质进入机体后，分解、合成和释放能量的过程是极端复杂的，在这里就不多述了。

表5—3 各种来源的蛋白质中基本氮基酸的相对含量

第二章谈到生态系统中太阳能经过食物链的各种营养层次时，每层能量的利用率大约都是10％，即约90％的能量都损失掉而未能加以利用。因此，人食用动物性食物供应能量是不经济的。不发达国家和地区的人民的食物中，蛋白质大部分是植物性的；而在发达的国家和地区则大部分是动物性的。也就是说，后者直接食用的粮食较少，但为生产肉、蛋、奶类而消费的粮食很多，总耗粮量仍然是很大的。 （见表5—4）。

表5—4 发达国家人均耗粮情况

我国膳食中，谷类蛋白质平均占总蛋白质的66.6％，豆类与动物性蛋白质占总量的11％。谷类中蛋白质的含量一般为7—12％；但由于缺乏赖氨酸，这种蛋白质在人体内的吸收率低，因而维生素的供应量也低，维生素B2只有理想供应量的一半。维生素A 主要来自蔬菜，人体对它的吸收率仅20％左右。钙的供应量不足，而磷的供应量又过高。此外，谷类食物中植物酸的含量较多，也影响膳食中钙、铁、锌等营养素的吸收。同时，我国膳食中油脂用量很低也是一缺点。油脂是人体最好的热量来源，其产热值为淀粉（碳水化合物）的2.25倍；它还能帮助脂溶性维生素在机体内的吸收和供给体内必需的脂肪酸以促进食欲。

3. 人类食物的来源

人类食物可分为两大类，即陆地食物和海洋食物。但从生态学的观点来看则可分为植物性食物和动物性食物两大类。后者已在上节有所介绍；现对前者简单叙述如下：

（1） 海洋食物

从面积上看来，地球表面约有四分之三是海洋；似乎海洋的食物来源应该远比陆地食物为多，但实际情况并非如此。在海洋中，对鱼类和其他食用水生生物的生存繁殖，能提供必要条件的只限于沿海一带；几乎占海洋面积90％的深海远洋区城，能生产的人类食物为量极低，可称为水生生物的荒漠地带。这也可以从前面表5—2中看出，例如在全世界人类食物所提供的热量中，鱼类只占0.8％，在所提供的蛋白质中，鱼类也只占4.6％；因此，对整个人类的食物来源说来，仅居于比较次要的地位。1980年全世界鱼类的耗用量为8330万吨。今后人类的食物供应量中，海洋所提供的份额预计仍然是很低的；据估计，最大年捕捞量为1.6～1.8亿吨。

1969年，美国列克尔（W.E.Ricker）对海洋食物链中每一营养层次的最大年产量做过估计，结果见表5—5。表中第四营养层次可供人类食用，其年产量约为3亿吨。在目前的条件下，其中约有一半能为人类捕获供作食物。但是，自1970年以来，海鱼的世界捕获量正趋于海洋允许的世界最大捕获量（见图5—1）。如再显著增大捕获量，势必破坏海洋生态系统，使资源丧失恢复能力，最后捕获量也必然随之下降。当然淡水养殖业，仍有相当的发展潜力，特别是在我国今天，应允分利用河湖，水库，大力发展淡水养鱼，以增加鱼类产量。不过，由于人口的剧增，虽然捕鱼量仍有所增加，但是近几年来的人均捕获量却不断下降（见图5—1（2）），这种趋势估计会延伸到2000年（图5—1中的虚线）。

表5—5 海洋食物链中各营养层次的估计量最大年产量

图5—1 全世界的水产品产量

（1）总产量　（2）人均产量

我国水产品产量的变化，虽然总的趋势是在上升，但近十年来海水产品则停滞不前，尤以大黄鱼的产量出现了明显的下降。这也可以说明海洋生态平衡因过度捕捞而遭到破坏，以致海产品也随之减产。近几年来我国人均水产品产量略有回升，主要由于淡水产品产量的增加较多，抵消了海产品产量的下降（见表5—6）。同时，由表还可看出，三十年来我国人均水产品产量始终未超过5公斤（包括海带的产量）。看来，要求在不久的将来鱼类人均捕获量增加一倍，不是件容易的事情。总之，无论从鱼类在人类食物所提供的热量和蛋白质中所占的比例（前者为2％；后者为12％）来看，还是从人类所可能获得的水产品来看，同其他食物种类相比，鱼类所占比例仍然是不大的。

表5—6 我国水产品产量

*海水产品包括大黄鱼、小黄鱼、带鱼、对虾、海蜇、海带等。

虽然如此，如果能利用海洋中的浮游生物供人类食用，则按表5—5中所列第二和第三营养层次的最大年产量，似乎人类海洋食物的供应量可增加几倍到几十倍。不幸的是，浮游生物体小质轻，捕捞起来需耗大量动力，从而成本很高；而且如大海藻等可供人类食用的海洋植物，其产地又仅局限于沿岸浅水一带，总产量估计也不大。更可惜的是人类生活和生产活动中所排出的有害污染物，大部分通过河流归入大海，积聚在这些沿岸的港湾海城中；尤其象农药和重金属这类残毒性强的污染物极可能引起沿岸水域中生态系统的严重破坏，使海洋食物受到损失。

（2）陆地食物

如上所述，海洋虽大，而成为人类食物主要来源的可能性却不大；因此，为了满足人类生活的要求，必须增加陆地食物的产量。所谓陆地食物，主要是指粮食、肉类、蔬菜、油脂和水果等。其中，不论在过去、现在或可以预见的将来，粮食都直接或间接地起着主导的和决定性的作用。虽然今后我们的畜牧业、蔬菜和果品都将有相当大的发展，但对粮食的需要量还是要日益提高的。

我国党中央和国务院提出的：“决不放松粮食生产，积极开展多种经营”，是一项在农业生产中具有深远意义的战略性方针。