研究人员早已知道，人为气候变化会损害重要作物的产量，可能危及全球粮食安全。但 一项新研究表明，空气污染不仅会通过气候变化间接损害农作物，似乎还会直接造成损害。
煤烟和臭氧污染已导致印度农作物产量大幅下降，一些人口稠密的邦相对减产幅度达到 50%。要确保全球粮食充足，我们需要直接关注空气污染。
加州大学圣迭戈分校的 Jennifer Burney 和 Veerabhadran Ramanathan 系统研究了空气污染与人为气候变化对印度农作物的影响。近几十年来，尽管农业技术持续进步，印度的作物产量却趋于停滞或下降。他们的研究显示，以 1980 年为基准，2010 年印度空气污染总体上造成小麦产量损失的三分之一和水稻产量损失的五分之一。研究结果发表于《美国国家科学院院刊》。
此前许多 研究 探讨了气候变化对作物产量的影响。然而，这项新研究表明，臭氧和煤烟造成的空气污染导致的作物减产远远超过气候变化。1980 年至 2010 年间，人为气候变化引起的气温升高和降水变化，使印度全国小麦产量下降了 3.5%。相比之下，同期空气污染使小麦产量下降了 32% 以上。
小麦减产应归咎于污染，而非气候变化：
印度小麦产量相对变化，1980–2010 年。Burney 和 Ramanathan
影响机制
煤烟（或 黑碳 ）主要由植物和化石燃料燃烧产生。它会直接吸收阳光，减少农作物可用于光合作用的光照。仅黑碳造成的印度小麦减产就超过了气候变化的影响。
臭氧是在大气中由前体物发生化学反应形成的气体，这些前体物包括氮氧化物（NOx）和挥发性有机化合物（VOCs），反应过程需要阳光。氮氧化物主要由化石燃料燃烧产生，而挥发性有机化合物既来自自然源，也来自人类活动。
臭氧在正常气体交换过程中进入叶片，从而损害农作物。臭氧是一种强氧化剂，会使作物出现黄化、细胞受损、细小的不规则浅褐色斑点、青铜色斑和发红等症状。这会直接影响作物生长，进而降低产量。
臭氧是造成作物减产的主要污染物，例如对臭氧暴露非常敏感的小麦。臭氧暴露对大豆、花生和棉花产量的影响甚至可能更大。
这种情况短期内不太可能改善。我的同事 William Bloss是一位大气化学专家，他指出，自最早的测量（19 世纪 70 年代在巴黎附近进行）以来，背景臭氧浓度大约翻了一番。他说：“展望未来，模型预测，世界许多地区的地面臭氧浓度将继续上升。”臭氧污染将继续成为粮食安全面临的一项重大挑战。
需要指出的是，印度各地作物减产幅度存在显著差异。一些邦的小麦减产超过 50%，主要原因是空气污染。这对其他发展中国家，尤其是中国，具有重要影响。
中国排放的煤烟和臭氧前体物远多于印度，因此预计空气污染对中国农业的影响将超过印度。中国如今是世界上最大的粮食进口国。中国的空气污染是否促使全球市场对粮食的需求不断攀升？
所幸，臭氧和黑碳在大气中的寿命较短（不像某些温室气体会在大气中停留数十年甚至数百年）。这意味着治理此类污染能带来显著而直接的益处，而且显然能在相对较短的时间内见效。
作者：Zongbo Shi 是伯明翰大学研究员。
图片：图中为幼苗。路透社
