近年來(lái)，由于大氣污染物的排放總量不斷增加，導致環(huán)境空氣質(zhì)量日趨下降，空氣污染越發(fā)嚴重，全國多個(gè)城市深受“霾伏”影響，這已經(jīng)成為區域或全國性的環(huán)境問(wèn)題，引起人們的強烈關(guān)注。
但是，目前對霾污染影響的研究，主要集中在對人體健康領(lǐng)域的研究，對生態(tài)系統的影響評估比較匱乏。近日，中科院地球環(huán)境研究所研究員鐵學(xué)煕團隊研究了區域霾污染對我國水稻、小麥產(chǎn)量的影響，證明了霾污染不僅影響人體呼吸系統，危害人體健康，還會(huì )對糧食作物生長(cháng)產(chǎn)生影響。
霾污染區與產(chǎn)糧區重合
多年來(lái)，鐵學(xué)煕一直關(guān)注并參與中國空氣污染的研究工作。2009年，他被中科院地球環(huán)境研究所聘為國家“千人計劃”特聘專(zhuān)家，并且開(kāi)始系統地進(jìn)行我國霾污染的研究。
“經(jīng)過(guò)多年的研究，我注意到了我國霾（PM2.5）污染具有一些顯著(zhù)的特征?！辫F學(xué)煕在接受《中國科學(xué)報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示。
第一個(gè)特征就是國外污染比較集中于大城市的污染，因此對人體健康有集中的影響，比如美國的洛杉磯；而我國的霾污染不僅僅在大城市，更是一個(gè)大面積的區域污染，比如面積廣闊的華北平原。
此外，科研人員研究發(fā)現，我國大面積的霾污染和我國重要的產(chǎn)糧區有著(zhù)重合特征，比如華北平原、長(cháng)三角地區、中東部地區（湖南、湖北）和四川盆地，這四大糧食產(chǎn)區同時(shí)也是我國霾污染最嚴重的地區，這里的水稻和小麥產(chǎn)量分別占全國總產(chǎn)量45%和75%。
“這些地區有嚴重的區域污染，同時(shí)又是我國重要的產(chǎn)糧地區?！辫F學(xué)煕說(shuō)。
因此，鐵學(xué)煕認為有必要系統研究和評估霾污染對我國的糧食產(chǎn)量的影響。
“空氣污染物對農業(yè)的影響，在以往的研究中曾經(jīng)得到大家的關(guān)注，如大氣臭氧（O3）污染對長(cháng)三角地區的影響。但是我國近年來(lái)出現的大范圍霧霾污染對農業(yè)的影響則沒(méi)有得到大家的關(guān)注?！敝锌圃旱厍颦h(huán)境研究所曹軍驥在接受《中國科學(xué)報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示。
在鐵學(xué)煕看來(lái)，研究區域霾污染對我國水稻、小麥等糧食作物產(chǎn)量的影響非常重要且意義重大。
“進(jìn)行該項研究不但有惠于我國人民的身體健康，而且會(huì )有助于我國的糧食產(chǎn)量提高，將會(huì )對我國治理霾污染有著(zhù)很好的促進(jìn)作用?！辫F學(xué)煕說(shuō)。
影響弊大于利
“霾污染對農業(yè)的影響是多方面的?！辈苘婓K指出。
充足的光照環(huán)境是合成葉綠素的必要條件，對農作物種子的萌發(fā)、生長(cháng)等起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
“空氣污染物懸浮于空中，吸收、反射了太陽(yáng)輻射達到地面的熱量。在霾污染天氣狀況下，空氣流動(dòng)性差、能見(jiàn)度低，農作物失去了所需要的光照條件，光合作用的減少會(huì )影響其生長(cháng)發(fā)育，從而導致減產(chǎn)?！辈苘婓K表示。
除了會(huì )影響光合作用之外，持續的重度霾污染天氣，會(huì )造成日照不足，容易誘發(fā)各種病害。
在曹軍驥看來(lái)，霾污染天氣狀況下大氣顆粒物沉降，其攜帶的有毒有害重金屬、有機污染物等，對農作物系統也產(chǎn)生一定影響，導致農作物的品質(zhì)下降。
另外，沉降的顆粒物上攜帶的酸性組分也對土壤產(chǎn)生影響，形成酸沉降，使土壤質(zhì)量下降，這樣帶來(lái)的后果是影響農作物系統。
衛星遙感MODIS 觀(guān)測數據顯示，我國這四個(gè)主要糧食產(chǎn)區與氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）有較強的對應關(guān)系，產(chǎn)糧區的AOD值均較高。采用對流層紫外—可見(jiàn)光模型的計算結果表明，這些區域太陽(yáng)輻射受氣溶膠影響減少輻度的最高值可達28%~49%，由此估算的水稻和小麥作物減產(chǎn)量分別占到全國的1%~2%和4.5%~8%。
不過(guò)，專(zhuān)家指出，霾污染天氣對農作物的影響也有有利的方面，主要表現在重度霾污染天氣可使地面的水汽不易蒸發(fā)，減少了地面熱量的散發(fā)。而在冬季，因為這樣的“保溫”作用，農作物不易遭受凍害，有利于農作物越冬。
“霾污染對農業(yè)的影響有利亦有弊，但總體而言是弊大于利?！辈苘婓K表示，此次研究結果表明我國空氣污染引起的生態(tài)環(huán)境影響需要引起足夠的重視。因此，要盡快減少大氣污染物排放，減輕霾污染程度，這不僅有利于人民生活質(zhì)量的提高，也對生態(tài)系統的健康發(fā)展起到重要的作用。
尚存諸多不確切性
研究團隊花了大約三年時(shí)間進(jìn)行資料分析整理及大氣模式的改進(jìn)和計算。
針對我國大面積的霾污染，他們主要分析了多年的衛星觀(guān)測資料，并對其逐月的變化進(jìn)行分析。
主要參與設計模擬實(shí)驗工作的曹軍驥認為，各類(lèi)資料收集的過(guò)程十分困難?！耙鰷蚀_的評估，模式計算需要用到農業(yè)的各類(lèi)精確數據，包括水稻、小麥等農作物的數據。因此我們盡量查閱有關(guān)文獻，同時(shí)也對生長(cháng)過(guò)程等關(guān)鍵數據進(jìn)行假設?！辈苘婓K說(shuō)。
“衛星觀(guān)測的霾污染的資料會(huì )受到云的干擾，形成了很多盲點(diǎn)，我們采取了多年平均方法解決了此項問(wèn)題?！辫F學(xué)煕表示。
此外，研究人員還采用了美國大氣中心的太陽(yáng)輻射模式對霾污染對地面太陽(yáng)輻射的影響進(jìn)行了計算。
“因為原有輻射模式是一維模式，只能對一個(gè)地面點(diǎn)進(jìn)行計算，要解決對大面積的計算需要將模式擴展為二維模式，并需要將衛星資料轉換成與模式一致的數值參數進(jìn)行逐時(shí)計算?！辫F學(xué)煕說(shuō)，這就需要大量的計算。隨著(zhù)中科院地球環(huán)境所擴充了計算機的容量，這些問(wèn)題迎刃而解。
雖然研究取得了一定的成果，“但是，我們的研究目前仍然只是初期階段，還有許多不確切性，需要國內科學(xué)同仁加以完善和進(jìn)一步的探討?！辫F學(xué)煕表示。
太陽(yáng)光照對不同莊稼的影響是不同的?！拔覀兡壳笆褂玫氖敲绹挠^(guān)測結果，農業(yè)部門(mén)應該和大氣部門(mén)合作，加強對此方面的觀(guān)測，以減少評估的不確切性?！辫F學(xué)煕說(shuō)。
此外，莊稼的生長(cháng)主要有三大要素：水、肥、光?！疤?yáng)光對莊稼生長(cháng)的影響和各地區的水、肥條件有關(guān)，因此這方面也存在著(zhù)很大的區域性不確切性，需要進(jìn)一步的深入研究?！辫F學(xué)煕說(shuō)。
他還指出，我國霾污染還可以對地面溫度、濕度、微氣象過(guò)程產(chǎn)生影響，也需要進(jìn)行深入的研究。
專(zhuān)家認為，雖然目前研究仍然存在許多不確切性因素，但這也是首次采用模型計算定量評估了霾污染對于糧食作物的影響，其意義深遠。
在曹軍驥看來(lái)，這次模擬工作首次提供了霾污染影響的定量證據，這對于準確估算霾空氣污染的損失具有重要作用，可以促使國際上制定正確的污染減排政策以改善霾污染情況。
“這些工作將引起農業(yè)科學(xué)家關(guān)注，使他們在預測第二年農業(yè)產(chǎn)量時(shí)，加入這一項影響因素，以更準確預報來(lái)年的農業(yè)總產(chǎn)量?！辈苘婓K說(shuō)。
貴州瑞思科環(huán)境科技有限公司 黔ICP備16006081號
公司地址：貴州省貴陽(yáng)市南明區市南路1號01-06層10號
公司電話(huà)：0851-85508582/0851-85505498 公司傳真：0851-85505498
