Группа исследователей под руководством китайских ученых обнаружила, что загрязнение озоном ежегодно наносит ущерб урожаю на сумму около 63 миллиардов долларов в Восточной Азии, что имеет серьезные последствия для будущей продовольственной безопасности.
Общеизвестно, что озон является важной частью стратосферы, защищающей нашу планету от ультрафиолетового излучения. Но озон также присутствует в самых нижних слоях атмосферы, где он гораздо более проблематичен.
Известный как поверхностный озон, он образуется в результате химических реакций между оксидами азота и летучими органическими соединениями в присутствии солнечного света. Оба они выбрасываются при сжигании ископаемого топлива на транспорте и в промышленности.
Поверхностный озон считается парниковым газом, который напрямую способствует глобальному потеплению. Но это также загрязнитель, который, как известно, вызывает проблемы со здоровьем органов дыхания у людей, а также повреждает растительность и посевы.
Концентрации поверхностного озона увеличились в северном полушарии после первой промышленной революции. Но хотя недавние правила привели к снижению уровней в Европе и Северной Америке, они все еще растут в развивающихся странах, особенно в Южной и Восточной Азии.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Food, изучалось, как поверхностный озон повреждает сельскохозяйственные культуры в этих регионах.
«Восточная Азия является горячей точкой загрязнения поверхности озоном (O3), что препятствует росту сельскохозяйственных культур и снижает урожайность», — поясняет команда в статье. «Поверхностный O3 представляет угрозу для продовольственной безопасности из-за его пагубного воздействия на растениеводство».
Но из-за отсутствия наблюдений и экспериментальных данных эти эффекты не были до конца не изучены.
Поэтому исследовательская группа создала 3072 контрольных участка в Японии, Китае и Южной Корее для мониторинга основных культур, а именно пшеницы, риса и кукурузы.
Затем они сравнили наблюдения с экспериментальными данными и разработали зависимость между воздействием озона и реакцией для этих трех культур. Это позволило им количественно оценить потери урожая.
«Китай демонстрирует самые высокие относительные потери урожая на уровне 33%, 23% и 9% для пшеницы, риса и кукурузы соответственно», — сообщает команда. «Относительная потеря урожая для гибридного риса (селекция методом гибридизации) намного больше, чем у инбредного риса (селекция методом отбора), и близка к потерям для пшеницы».
В целом, по их оценкам, ежегодная цена потерь урожая составляет 63 миллиарда долларов США.
Это исследование следует за статьей 2017 года, в которой прогнозируется, что, если глобальное потепление и загрязнение озоном не будут сдерживаться, США могут ожидать снижения производства пшеницы, кукурузы и сои на 13%, 43% и 28% соответственно. Это исследование показало, что регулирование озона может в некоторой степени компенсировать снижение — вывод, который находит отражение в новом исследовании.
Команда призывает к контролю за загрязнением поверхности озоном по всей Азии, особенно в странах Южной и Юго-Восточной Азии, таких как Индия и Пакистан, где рис поступает в основном из внутреннего производства, а не из импорта. Они также призывают к развитию сетей мониторинга для сбора большего количества данных и, возможно, для раннего предупреждения фермеров.
«На фоне перспективы постоянной нехватки продовольствия в Южной Азии в ближайшие десятилетия, растущая тенденция уровня O3 в нижней тропосфере над Индией побуждает нас количественно оценить потери урожая и возможные преимущества борьбы с загрязнением воздуха», — пишет команда.
«Создав сети мониторинга поверхностного O3 по всей Южной Азии, мы смогли продемонстрировать риски загрязнения O3 более убедительно, чем предыдущие исследования».
Источник: Cosmos.
