全球沙尘排放总量为1000~3000
Tg/年,在大气循环系统中发挥重要作用。春季以西北风或西风主导的沙尘污染事件,对我国华北平原下风向区域的霾污染产生显著影响。为防止风沙危害,我国实施了“天然林保护工程
”、“ 退耕还林还草工程
”、“植树造林”、“三北防护林”等一系列生态恢复工程。“全国生态环境十年变化调查评估”报告指出,2000—2010
年全国森林、灌丛、草地生态系统质量总体向好,森林、草地生态系统人工化趋势明显。研究表明,生态恢复工程增加了我国北方沙尘源区的植被覆盖率,形成了华北平原人口密集区的风沙防护屏障。然而,起沙量在时间、空间和强度上存在很大的不确定性,生态恢复工程的防沙影响评估是一项具有挑战性的工作。生态恢复工程实施以来,因缺少严格的定量评估,其防沙效果受到争论和质疑。目前采用的相关性统计方法很难排除地面气象要素、大气环流变化的影响。不少研究认为我国华北平原沙尘污染的改善主要归因于气象因素变化。

我国霾污染严重,但目前关于霾污染影响的研究集中在对人体健康的研究,对生态系统的影响评估尚不足。日前,中科院地球环境研究所铁学熙团队首次研究了区域霾污染对我国水稻、小麦产量的影响。相关成果发表于《科学报告》。

中科院地球环境研究所铁学熙团队最新研究成果表明,我国生态恢复工程对华北平原霾污染治理也存在重要的影响。此项研究结合卫星遥感观测、地面观测与区域动力-沙尘模式,选取西北沙尘远程输送的典型案例,研究首次定量评估我国生态恢复工程对华北平原的防沙效果。通过卫星遥感土地覆盖分类产品分析及数值模式结果表明“草地长城”生长在裸地,减少了起沙源,是华北平原防沙效果的主要原因。减少了5~15%的沙尘污染,对我国的霾污染起到了重要的治理作用。此项研究深化了我国生态恢复工程的防沙效果研究,给出了定量评估结果,为我国防沙工程的进一步开展提供了参考。该工作联合了国内外著名团队,其相关成果近期发表于《Atmospheric
Chemistry and
Physics》(

霾对农业的影响是多方面的,有利亦有弊。一方面霾悬浮于空中,吸收、反射了太阳辐射达到地面的热量,使绿色植物失去了所需要的光照,使光合作用减少从而影响其生长发育,导致减产。持续的重霾天气,会造成日照不足,容易诱发各种病害。另一方面重霾天气可使地面的水汽不易蒸发,减少了地面热量的散发。在冬季,因为有保温作用,作物不易遭受冻害。

图片 1

华北平原、长三角平原、中东部地区和四川盆地四大粮食产区的水稻和小麦产量分别占全国总产量的45%和75%。根据卫星遥感MODIS观测数据显示,我国这四个主要粮食产区与气溶胶光学厚度有较强的对应关系,产粮区的AOD值均较高。科研人员采用对流层紫外—可见光模型的计算结果表明,这些区域太阳辐射受气溶胶影响减少辐度的最高值可达28%~49%,由此估算的水稻和小麦作物减产量分别占到全国的1%~2%和4.5%~8%。该结果表明我国空气污染引起的生态环境影响需要引起足够的重视,虽然该估算存在不确定性,但这是首次采用模型计算定量评估了霾污染对于粮食作物的影响。

基于MODIS土地分类产品分析得到2001至2013年我国生态恢复工程建立的绿色长城示意图。草地变化;森林变化;沙漠、戈壁沙尘源区、人口密度分布及绿色长城示意图

Figure 1. The schematic diagram of the “Green Great Wall ” established
by the ERPs in China from 2001 to 2013. The up panels are the land cover
changes of grasslands/savannas forest. The down panel is the horizontal
distribution of GGWs, population density, Gobi and deserts.

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