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研究稱近地層臭氧增加或引起中國農(nóng)作物減產(chǎn)，小麥受影響最大

發(fā)布日期： 2022-02-11 13:35:07 來源：澎湃新聞

臭氧的影響也有兩面性？在高空（距地面約15-30km）它是“地球的保護傘”，吸收太陽紫外輻射使動植物免受危害；在近地面（指距地面1-2 km內(nèi)）的臭氧，經(jīng)過系列化學反應后成為污染氣體，高濃度之下甚至嚴重危害農(nóng)作物。

澎湃新聞（www.thepaper.cn）2月10日從南京信息工程大學獲悉，1月下旬，該校應用氣象學院馮兆忠教授課題組在全球頂級學術(shù)期刊《Nature》子刊《Nature Food》以論文形式發(fā)表了最新研究成果。該研究科學評估了當前近地層臭氧（O?）污染對東亞地區(qū)小麥、水稻和玉米產(chǎn)量的影響。

研究稱，目前近地層臭氧濃度不斷升高，已成為重要的大氣污染物。高濃度臭氧通過氣孔進入作物葉片內(nèi)產(chǎn)生氧化脅迫，對糧食生長帶來負面影響，威脅全球糧食安全。東亞作為全球臭氧污染的熱點地區(qū)，評估臭氧污染對該地區(qū)主要糧食作物產(chǎn)量的影響至關(guān)重要。

臭氧污染對（a）常規(guī)水稻、(b)雜交水稻、（c）小麥和（d）玉米相對產(chǎn)量損失影響的空間分布特征受訪者供圖

課題組整合了中國、印度和日本多個田間控制實驗數(shù)據(jù)構(gòu)建臭氧劑量與產(chǎn)量損失的響應關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，

東亞地區(qū)的小麥對臭氧污染最為敏感，其次為雜交水稻、常規(guī)水稻，玉米抗性最強。

通過分析近三年中國（2017-2019）、日本（2015-2017）和韓國（2016-2018）3072個監(jiān)測站點的臭氧濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及綜合國際糧食價格、作物生育期、臭氧濃度和劑量-相對產(chǎn)量響應關(guān)系，發(fā)現(xiàn)臭氧污染導致東亞地區(qū)每年作物減產(chǎn)損失約630億美元。

該研究指出，

在當前的田間耕作技術(shù)條件下，臭氧的增加可能引起中國的小麥、雜交稻、常規(guī)稻和玉米減產(chǎn)，幅度分別為32.6%、29.3%、12.9%和8.6%。

馮兆忠向澎湃新聞表示，如果通過積極的減排措施有效控制臭氧劑量減少一半，中國小麥、水稻和玉米作物產(chǎn)量可較當前產(chǎn)量分別提高21%、10%和4%。

低空的臭氧來自哪里？馮兆忠介紹，自然界產(chǎn)生的氮氧化物（土壤、閃電等）與植物排放的揮發(fā)性有機物（VOCs，甲烷、萜烯類化合物）反應也會生成臭氧。對流層臭氧污染更重要的來源是人為源排放前體物的光化學生成。人類活動排放了大量的氮氧化物和揮發(fā)性有機物，和天然源一起在環(huán)境中通過復雜的光化學反應生成臭氧。

該研究建議，在東亞地區(qū)實施強有力的減排措施、加強臭氧抗性作物品種選育和挖掘提高作物臭氧抗性的農(nóng)藝措施，以實現(xiàn)作物產(chǎn)量提升。