地表臭氧對中國主要糧食作物產量與品質的影響：現狀與展望

馮兆忠，彭金龍

（1.南京信息工程大學應用氣象學院，江蘇省農業氣象重點實驗室，南京210044；2.中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室，北京100085）

地表臭氧（O3）是一種對植物有高度毒害作用的大氣二次污染物，主要通過揮發性有機化合物（VOCs）、氮氧化物（NOx）和甲烷（CH4）等前體物發生復雜的光化學反應而生成[1]，濃度超過40 nL·L-1便可對一些敏感作物造成損傷[2-3]。目前，全球大氣環境O3濃度已超過工業革命前兩倍之多[4]，全球近四分之一的國家夏季O3濃度高于60 nL·L-1，并且未來幾十年內仍會持續上升，尤其是在人類活動高度發達與密集的地區[5]。過去30年，由于中國化石燃料消耗快速增長，導致O3前體物（如，NOx和VOCs）排放急劇增加，O3污染日趨嚴重，已超過歐美發達國家水平[6]。Zeng 等[7]通過對中國2013—2017 年大氣污染物的實測數據進行分析發現，受關注度較高的顆粒物（PM2.5和PM10）污染已有了較大改善，但O3濃度一直呈持續上升的趨勢，第90 分位的MDA8（日最大8 h 的O3平均濃度）從61.6 nL·L-1（2013 年）上升至76.0 nL·L-1（2017年），年平均增長率為5.8%，污染最嚴重的區域主要集中在京津冀、長江三角洲和珠江三角洲等經濟高度發達的地區[6]。以上這些地區也是重要的糧食生產地。再者，O3高度污染的時期基本發生在4—9月，恰好對應中國主要糧食作物（如水稻、小麥和夏玉米等）的生長季[8]，這也不可避免地會威脅到農業生產。另外，中國是人口大國，糧食安全問題關系到國家和社會的穩定與和諧。因此，探究O3污染對中國糧食生產的影響，與中國14 億人口的生存和健康息息相關。……