​南京信息工程大学应用气象学院冯兆忠教授课题组在《自然》子刊《自然·食品》（Nature Food）在线发表了研究论文：Ozone pollution threatens the production of major staple crops in East Asia。该研究科学评估了当前近地层臭氧（O₃）污染对东亚地区小麦、水稻和玉米产量的影响。

近地层O₃浓度不断升高，已经成为重要的大气污染物。高浓度O₃通过气孔进入作物叶片内产生氧化胁迫，对粮食生长带来负面影响，严重威胁全球粮食安全。而东亚作为全球O₃污染的热点地区，评估O₃污染对该地区主要粮食作物产量的影响至关重要。

该研究首先整合了中国、印度和日本多个田间控制实验数据构建O₃剂量与产量损失的响应关系，并采用O₃保护剂（EDU）试验进行验证。研究发现，东亚地区的小麦对O₃污染最为敏感，其次为杂交水稻、常规水稻和玉米。其次，通过分析中国、日本和韩国的3072个监测站点3年（中国：2017-2019年；日本：2015-2017年；韩国：2016-2018年）的O₃浓度监测数据，指出98.7%的站点O₃浓度已经超过了植物的受害阈值。综合国际粮食价格、作物生育期、O₃浓度和剂量-相对产量响应关系发现：O₃污染导致东亚地区每年作物减产损失合计约630亿美元，其中以中国地区的小麦、杂交稻、常规稻和玉米减产最为严重，减产率分别为32.6%、29.3%、12.9%和8.6%。

该研究还指出，如果能通过积极的减排措施有效控制O₃剂量（减少~50 %），中国小麦、水稻和玉米作物产量可较当前产量分别提高21%、10%和4%。该研究建议通过在东亚地区实施强有力的减排措施减缓O₃污染，加强O₃抗性作物品种选育，研发并推广提高作物O₃抗性的农艺措施，以实现作物产量提升。同时，该研究建立的O₃剂量与产量损失的响应模型为预测气候变化对未来作物产量可能产生的定量结果以及缓解策略提供指导，为我国“藏粮于技”和提质增效生产提供理论依据。

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臭氧污染对（a）常规水稻、(b)杂交水稻、（c）小麦和（d）玉米相对产量损失影响的空间分布特征

该项研究由南京信息工程大学领衔，并联合国内外9家单位共同完成。南京信息工程大学冯兆忠教授、徐彦森博士和日本东京大学小林和彦教授为论文共同第一作者，南京信息工程大学应用气象学院冯兆忠教授、环境科学与工程学院乐旭教授和日本东京大学小林和彦教授为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委等项目的资助。

参考文献：

Zhaozhong Feng, Yansen Xu, Kazuhiko Kobayashi, Lulu Dai, Tianyi Zhang, Evgenios Agathokleous, Vicent Calatayud, Elena Paoletti, Arideep Mukherjee, Madhoolika Agrawal, Rokjin J. Park, Yujin J. Oak and Xu Yue. 2022. Ozone pollution threatens the production of major staple crops in East Asia. Nature Food, 3: 47-56.

原文链接：https://doi.org/10.1038/s43016-021-00422-6