大气污染对中国冬小麦产量的影响开题报告

1. 研究目的与意义

大气污染是指在空气的正常成分之外又增加了新的成分，或者原有成分的骤然增加，从而造成对人类健康和动植物生长所产生的危害。目前大气污染日趋严重，有些大气污染所造成的危害已经没有了国界的限制，形成了全球性大气污染。大气污染让全球温室效应增强，高空臭氧层日趋减少。而作物是很容易受大气污染的危害，首先是因为它们有庞大的叶面积同空气接触并进行活跃的气体交换。其次，作物不像高等动物那样具有循环系统，可以缓冲外界的影响，为细胞提供比较稳定的内环境。最后，作物一般是固定不变的，不像动物可以避开污染^【1】。大气污染对作物的危害可以分为急性危害,慢性危害和不可见危害三种情况。大气的污染物可以分为气体和颗粒两大类。呈气体状态的有二氧化硫，氟化物，氮氧化物，氧，硫化氢，臭氧及碳氢化合物等。颗粒状的污染物是悬浮于空气中的气溶胶如光化学烟雾，硫酸雾，硝酸雾和飘尘等^【2】。

近年来，由于大气污染物的排放总量不断增加，导致环境空气质量日趋下降，空气污染越发严重，全国多个城市收到雾霾影响，这已经成为区域或全国性的环境问题，引发人们强烈关注。但是，目前对霾污染影响的研究，主要集中在人体健康领域的研究，对生态系统的影响评估比较匮乏。早前，中科院地球环境研究所研究员团队研究了区域霾污染对我国小麦产量的影响，证明了霾污染不仅影响人体呼吸系统，危害健康，还会对粮食作物生长产生影响。

灰霾的本质是与光化学污染相关联的细粒子气溶胶污染^【3】，是由空气中的灰尘，硫酸，硝酸，有机碳氢化合物等离子组成的。使大气浑浊，水平能见度小于10000米。由于大气气溶胶细粒子吸收、散射大气成分, 使地面接受大气成分减少,改变光合有效大气成分（par）的数量和质量或气候因子（温度、降水等），阻碍作物对par的吸收和利用, 进而使得作物生长受阻^【4】。chameides等根据中国气溶胶光学厚度及其对总大气成分削弱的估算结果, 结合作物生长模式初步评估了气溶胶对南京地区冬小麦产量的影响。 结果显示, 大气成分的降低与产量的降低呈1:1的线性关系, 每10年产量大约降低 5% -30%^【5】。瞿薇研究发现，长江三角洲地区气溶胶增多导致小麦的籽粒产量减少了9%左右，通过模型模拟表明当大气气溶胶光学厚度增加一倍(aod=1.56)时，小麦籽粒产量将减少8%左右^【6】。此外，在设施农业方面，灰霾发生时时大棚内的气温、地温都较低，湿度却相对较大，容易发生病害，严重影响蔬菜生长

2. 研究内容和预期目标

2.1 研究目标

本研究旨在通过观测和数值模拟方法明确我国大气污染对小麦产量的影响，并进行产量的定量评估，为应对空气质量污染对我国小麦产量的影响提供理论依据，进而指导农业生产采取合理措施应对当前的环境质量变化。

2.2 研究内容

3. 研究的方法与步骤

3.1研究方法

本研究采用各观测站点近20年的大气变化和小麦产量数据，采用统一分类标准和数理方法，对各站点的年际、年代际和季节的大气成分变化趋势、小麦产量的年际变化趋势以及大气成分和产量变化的相关性进行系统分析。

3.2 技术路线

4. 参考文献

当前，大气成分变化，灰霾化对农业生产的影响已经受到了人们的广泛关注，但目前的研究多集中在短期的影响，关于大气成分长期变化对小麦产量影响的研究鲜见报道。此外，本研究将资料进行归一化处理，分析结果更具有可比性、代表性。

5. 计划与进度安排