香港中文大学领导的研究推算臭氧污染及气候变化将令全球主要农作物产量到2050年减少逾两成
——本文来自香港中文大学新闻中心
香港中文大学-埃克塞特大学环境持续与应变联合研究中心的最新研究，综合评估了地表臭氧污染及气候变化对全球主要农作物产量的影响，并推算到2050年，全球农作物产量将减少达22%。研究同时指出南亚是受影响最严重的地区之一，尤其该地区的稻米生产，单计气候变化加剧极端天气的影响，已导致该地区的稻米生产量到本世纪末减少达四成。
这项研究是首次评估臭氧、二氧化碳排放及气候变化三项因素对农作物的共同影响，并预测每一年农作物受影响的程度，结果显示全球食物安全及粮食危机将会加剧，行动刻不容缓。相关研究结果已刊登于顶尖环境科学期刊Environmental Research Letters。
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Felix Leung, Stephen Sitch, Amos P K Tai, Andrew J Wiltshire, Jemma L Gornall, Gerd A Folberth and Nadine Unger
通讯作者：
■ 梁沛健，香港中文大学/英国埃克塞特大学
图中显示在温室气体排放量不变（RCP8.5）及地表臭氧污染上升的情境下，四种主要农作物的产量变化。结果显示大豆的下跌幅度最大，即大豆对地表臭氧特别敏感。
按照最新预测[i]，即使《巴黎协议》的所有缔约国家都能够履行其“国家自主贡献”[ii]的2030年减排目标，到2100年的全球平均气温仍会上升摄氏2.4度；二氧化碳及地表臭氧的浓度亦会高于现水平。在此情境下，即使供植物进行光合作用的二氧化碳在大气的浓度增加，出现二氧化碳施肥效应（CO2 fertilisation effect）会抵消部分臭氧及气候变化带来的负面影响，但效果轻微，亦会因植物所需的其他营养不足而限制施肥效应。
由香港中文大学地球系统科学课程副教授戴沛权教授率领的研究团队使用由英国气象局研发的联合英国地表环境模型（JULES）仿真未来地表臭氧、二氧化碳浓度和气候变化对全球农作物产量的影响。模型结合不同环境因子和不同气候变化场景的组合来综合分析未来农业面对的环境威胁。研究团队选择四种最重要的主粮：玉米、大豆、小麦和稻米，并以2010年的气候环境参数作为基线。
研究团队将联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告中的高温室气体排放情境（代表浓度路径RCP8.5）[iii] 套用到JULES模型，模型结果显示气候变化和高臭氧浓度导致所有农作物的产量预计会在未来数十年持续下跌。当中，大豆产量的跌幅尤其显著，研究团队指出大豆植物对地表臭氧污染特别敏感。
图中显示在温室气体排放量不变（RCP8.5）的情境下，四种主要农作物的产量变化。结果显示稻米下跌幅度最大，即稻米特别容易受气候变化引致的极端天气事件所影响。
另一方面，研究指出气候变化对稻米产量的影响最大。现时南亚是全球主要稻米出产地区，预计到2050年，该地区的稻米产量或将减少10至18%，2100年的跌幅更可能达到40%。近期，印度接连受到热浪及其他极端天气打搫，导致小麦失收而要管制其出口，已经引起全球关注气候变化带来的粮食危机问题。
戴沛权教授的研究团队成员、本次研究的负责人和第一作者梁沛健博士表示：“研究结果显示气候变化的负面影响是导致热带地区农作物减产的主因，生产稻米的国家首当其冲。此外，地表臭氧污染也抵消了二氧化碳施肥效应。我们相信这项研究有助我们推动消除饥饿、实现粮食安全和改善营养的可持续解决方案。”
在国际关系恶化、全球疫情及经济危机的多重夹击下，粮食安全问题已经响起警号，已发展国家亦不能置身度外。气候变化及空气污染将导致粮食供应更加不稳定，令世界与联合2030年实现零饥饿的目标愈走愈远。研究团队相信随着农作物科学技术的进步，例如开发一些耐热和耐氧的农作物品种，配合营养补充，长远而言可以改善粮食安全和提供足够粮食以支撑人口增长。
参考文献：
[i] Climate Action Tracker | Warming Projections Global Update – November 2021
来源：https://climateactiontracker.org/publications/glasgows-2030-credibility-gap-net-zeros-lip-service-to-climate-action/
[ii] 国家自主贡献 (NDC) 是旨在减少排放、适应气候影响的气候行动计划。《巴黎协议》193个缔约国都已经设定首个“国家自主贡献”方案，并须每五年更新一次。
来源：https://www.un.org/zh/climatechange/all-about-ndcs
[iii] 代表浓度路径 RCP是指不同程度暖化路径的人为温室气体排放量情境假设。RCP8.5代表全球持续排放大量暖室气体，并无采取有效减排措施（“一切如常”），辐射强迫力会在2100年达到最大值8.5Wm-2。
来源：https://www.ipcc-data.org/guidelines/pages/glossary/glossary_r.html
期刊介绍
- 2021年影响因子：6.947
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