【研究】霧霾對農作物的影響

2020-12-05 北極星環保網

北極星大氣網訊:農作物產量往往隨著農業氣候要素的變化而發生波動,霧霾天氣的頻繁出現,對農作物的生長發育及產量造成嚴重影響。介紹了霧霾天氣的形成及來源;總結了霧霾對農作物的影響途徑,特別對霧霾影響農作物的光合作用進行了闡述,進一步分析霧霾對農作物產生的危害。

近年來,由於大氣汙染物的排放總量不斷增加,導致環境空氣品質下降,空氣汙染日益嚴重,霧霾天氣頻繁出現。霧霾是霧和霾的統稱,不少地區的天氣預警預報已將霧併入霾共同作為災害性天氣現象,統稱為「霧霾天氣」。除霧霾天氣中的汙染顆粒物濃度突然過高,對農作物造成急性危害的個別情況外,長期低濃度霧霾天氣對農作物的危害並不屬於明顯症狀,以致經常被忽視。雖然農作物的葉片具有滯塵作用,可以阻滯和吸收霧霾中的顆粒物,但當霧霾天氣中的汙染物遠遠超出農作物的承載力時,過多的粉塵就會對農作物的生長及產量產生影響。目前這方面還缺乏系統研究,尤其是關於霧霾天氣中的汙染物對農作物產生影響的機理研究。

1霧霾天氣的形成

霧和霾都會降低能見度進而導致災害性天氣的出現,但是霧和霾的組成和形成過程卻有很大區別。霧是由大氣氣溶膠中除降水粒子以外,能夠浮遊在空中的大量微小水滴或冰晶組成,主要受空氣溫度和水汽條件所制約。而霾是由大氣氣溶膠中的非水成物,排除了雲霧降水粒子組成的。霧霾是霧和霾的統稱,不少地區的預警預報已將霧併入霾共同作為災害性天氣現象,統稱為「霧霾天氣」。霧霾天氣能使大氣渾濁,視野模糊並導致能見度惡化。空氣中懸浮的大量汙染顆粒物和不利氣象條件是霧霾形成的主要原因。

1.1霧霾顆粒物的來源

通過研究,霧霾天氣中的汙染顆粒物主要來自於自然現象和人類活動。在自然現象中,霧霾主要是由散布著的塵土、揚沙、海鹽、火山灰、沙塵暴等引起的。當前霧霾最主要的來源是人類活動排放的汙染物,人類活動排放源主要包括:工業生產排放的廢氣;汽車(尤其是使用柴油的大型車)排放的尾氣;垃圾焚燒產生的廢氣;建築工地和道路交通產生的揚塵;冬季燒煤供暖所產生的廢氣等。一旦人類排放的汙染物超過大氣循環能力和承載能力,汙染物顆粒物的濃度就會持續升高,此時若出現明顯的靜風現象和逆溫現象,極易出現大範圍的霧霾天氣。

1.2霧霾形成的氣象條件

導致霧霾天氣形成的氣候原因主要有2點,一是城市化建設使高樓越來越多,風流經城區時由於被高樓阻擋及摩擦作用,風速大大降低,導致水平方向靜風現象增多,霧霾在城區和近郊區周邊聚積,很難稀釋擴散;二是由於大氣在垂直方向出現逆溫現象,空氣垂直運動減弱,大氣中的顆粒物大多被阻滯在低空和近地面,很難向高空飄散。

2霧霾對農作物的影響途徑

霧霾對農作物的影響途徑可分為直接影響和間接影響。霧霾對農作物的直接影響主要表現在2個方面,即霧霾天氣對農作物的呼吸作用及對農作物光合作用的影響。霧霾對農作物的間接影響,主要表現在霧霾對溫室大棚等農業設施的影響。Andrew研究表明,霧霾天氣中的灰塵會對植物的光合作用、呼吸及蒸騰作用產生影響。

2.1霧霾使農作物的呼吸作用減弱

霧霾天氣能見度降低,使農作物呼吸困難,霧霾天氣中懸浮的汙染顆粒物通常難以落到地面,但農作物葉片表面的茸毛及黏液、油脂等分泌物卻可以吸附霧霾中的部分汙染顆粒物。農作物與大氣不斷進行活躍的氣體交換,霧霾中的有害物質主要通過農作物葉片上的氣孔進入。長此以往,葉片上的氣孔被小顆粒物阻塞,使農作物的呼吸作用減弱。杜梅等對9株解析木進行了分析測定,得出空氣中的水泥粉塵對其生長有抑制作用,水泥粉塵沉降在林木葉片上會阻塞氣孔、阻擋光線,從而使林木的生長受到抑制。

2.2霧霾使農作物的光合作用降低

光照是合成葉綠素的必要條件,是光合作用的能量來源,對農作物生長的許多過程如休眠芽的萌發生長、種子的萌發等都有重要影響。此外,氣孔開度和碳同化酶的活性也與光照有關,因此光照是影響農作物光合作用的重要因素。光合作用能合成植物90%~95%的乾物質,葉片的光合作用直接影響農作物的產量。霧霾通過對光強度、光質產生影響,從而使光合作用率降低,影響農作物的生長及產量。

2.2.1霧霾對光強度的影響

在黑暗環境中葉片沒有光合作用,只有呼吸作用,光合速率隨著光強度的增高相應升高。當光照強度發生變化時,農作物的部分生理特性會隨著光照強度變化而發生相應改變。霧霾天氣時,空氣中的汙染物小顆粒增多,光強度減弱。同時,葉面聚積的霧霾汙染顆粒也會使農作物光合作用降低。

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