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应用气象学院冯兆忠教授团队在《Nature》子刊发表新成果

2022-01-18来源:应用气象学院作者:赵翔作者(文):作者(图): 发布: 责编:张峰访问量:24

近日,我校应用气象学院冯兆忠教授课题组在全球顶级学术期刊《Nature》子刊《Nature Food》以论文形式在线发表最新成果(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。

目前,近地层臭氧浓度不断升高,已经成为重要的大气污染物。高浓度臭氧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,威胁全球粮食安全。东亚作为全球臭氧污染的热点地区,评估臭氧污染对该地区主要粮食作物产量的影响至关重要。

该研究整合了中国、印度和日本多个田间控制实验数据构建臭氧剂量与产量损失的响应关系,并采用臭氧保护剂(EDU)试验进行验证。研究发现东亚地区的小麦对臭氧污染最为敏感,其次为杂交水稻、常规水稻和玉米。研究通过分析近三年中国(2017-2019)、日本(2015-2017)和韩国(2016-2018)3072个监测站点的臭氧浓度监测数据,以及综合国际粮食价格、作物生育期、臭氧浓度和剂量-相对产量响应关系,发现臭氧污染导致东亚地区每年作物减产损失约630亿美元。其中,中国的小麦、杂交稻、常规稻和玉米减产分别为32.6%、29.3%、12.9%和8.6% 。研究指出如果通过积极的减排措施有效控制臭氧剂量减少一半,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%。研究建议在东亚地区实施强有力的减排措施、加强臭氧抗性作物品种选育和挖掘提高作物臭氧抗性的农艺措施,以实现作物产量提升。同时,研究建立的臭氧剂量与产量损失的响应模型为预测气候变化对作物产量可能产生的定量结果以及缓解策略提供指导,为保障我国粮食安全提供理论依据。 

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。我校冯兆忠教授、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,冯兆忠教授、我校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。研究得到国家自然科学基金委等项目资助。

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

我校位于扬州的全球变化试验基地

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

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