种植更多农作物并不是养活不断增长的人口的唯一方法。 最新研究表明,减少空气污染可以大大提高农作物产量,同时节省宝贵的土地和资金。
据估计,如果世界仅将一种空气污染物的排放量减少一半,中国冬季作物的产量就可以增加约 28%,世界其他地区的产量可以增加 10%。
涉及的污染物是氮氧化物是由汽车尾气和工业排放物产生的一系列看不见的有毒气体,其中包括二氧化氮。
氮氧化物排放是世界上分布最广泛的空气污染物之一,人们怀疑,如果植物暴露在较高浓度的这些气体中,它们的叶子就会受到影响。可能会受到损害并且生长受阻,尽管专家们仍在弄清楚到底是如何实现的。
同时,氮氧化物也是形成氮氧化物的前体。大气中的微小气溶胶会使阳光变暗,进而降低作物生产力。
去年,一些同一作者的研究研究发现,1999 年至 2019 年间,臭氧、颗粒物、二氧化氮和二氧化硫的减少导致美国玉米和大豆产量增加了 20%。
仅通过减少四种空气污染物,每年就可以节省价值约 50 亿美元的农作物。
与农作物生长相比,二氧化氮是更容易在区域内直接测量的污染物之一。 当二氧化氮排放到大气中时,它会与紫外线相互作用,这种相互作用很容易被卫星探测到。
“人类看不见氮氧化物,但新卫星已经能够以令人难以置信的高精度绘制它们的地图,”解释斯坦福大学的农业生态学家大卫·洛贝尔。
“由于我们还可以从太空测量农作物产量,这为快速提高我们对这些气体如何影响不同地区农业的了解提供了机会。”
研究小组将世界各地的二氧化氮排放量与农田绿化程度进行比较,发现始终存在负面影响。
在中国和小麦等冬季作物中,绿化的损失尤其明显。 利用这种相关性,研究人员估计,将二氧化氮排放量减少 50% 将使中国冬季作物产量提高约 28%。 夏季,产量可提高 16%。
在印度,研究人员预测,减少二氧化氮可以使冬季作物产量提高 8%,夏季提高 6%。 与此同时,在西欧,夏季和冬季作物的产量可能会增加 10%。
当收益率通常每年波动百分之一左右时,减少空气污染对世界某些地区的影响可能是巨大的。
“这项研究的主要结论是,这些行动的农业效益可能非常巨大,足以帮助缓解养活不断增长的人口的挑战,”说加州大学圣地亚哥分校的环境科学家詹妮弗·伯尼。
我们可能还不知道氮氧化物如何直接影响植物生长,但当前研究中发现的密切关系表明,空气污染正在导致世界各地的农作物损失。
该研究发表于科学进步。