Forbedret model estimerer virkningen af ​​ozon på sojaafgrøder

Indvirkningen af ​​ozon på sojaproduktionen kan forudsiges mere præcist takket være forbedringer af et computermodelleringssystem.

Overfladeozon er et forurenende stof, der påvirker plantevækst ved at trænge ind i blade og reducere fotosyntesehastigheden, og stigende ozonniveauer kan i høj grad begrænse produktionen af ​​afgrøder, herunder soja.

At kunne estimere denne skade på sojaproduktionen ved hjælp af en "klima-vegetationsmodel" er afgørende for at forudsige globale og regionale sojaudbytter i fremtiden.

Denne undersøgelse bruger resultater fra et felteksperiment i USA, som fandt, at et normalt ozonniveau på 10 ppm/h (AOT40) kunne reducere sojaudbyttet med 10 %.

Ved ekstreme ozonniveauer - sammenlignelige med dem, der observeres på meget forurenede dage i nogle dele af verden - faldt sojabønneproduktionen til mindre end halvdelen af ​​den mængde, der dyrkes i uforurenet luft.

"I øjeblikket, ozonkoncentrationer forventes at stige globalt, som kan have en betydelig indvirkning på landbruget og fødevaresikkerheden, " sagde Dr. Felix Leung, fra University of Exeter.

"Økonomiske tab fra ozonskader på afgrøder er allerede anslået til $14 milliarder til $26 milliarder USD.

"Politiske beslutninger - såsom fremme af elektriske køretøjer frem for diesel- og benzinbiler - er tvingende nødvendige for at begrænse overfladens ozonniveauer."

Ozon i stratosfæren beskytter os mod skadelig ultraviolet stråling, men i den lavere atmosfære, troposfæren, det er giftigt for mennesker og planter.

Ud over at begrænse fotosyntesen - og derfor reducere kulstoflagringen af ​​planter - er det også en drivhusgas, og er giftig for mennesker og dyr.

Ozon er forårsaget af en kombination af forurenende stoffer, herunder nitrogenoxid, som for det meste kommer fra køretøjer og fabriksudledninger.

Den klima-vegetationscomputermodel, der er brugt i denne undersøgelse, kaldes JULES.

Det blev udviklet af et bredt fællesskab af britiske forskere, koordineret af Met Office og Center for Økologi og Hydrologi.

"Den nyligt kalibrerede version af JULES vil blive anvendt regionalt og globalt i fremtidige JULES-simuleringer, " sagde Dr. Leung.

"Denne undersøgelse hjælper med at opbygge en state-of-the-art model for konsekvensanalyse og bidrage til en mere fuldstændig forståelse af klimaændringernes indvirkning på fødevareproduktionen."

Forskerholdet omfattede Dr. Karina Williams og Dr. Andy Wiltshire, som begge var blandt Met Office-medarbejdere, der tog fælles stillinger ved Global Systems Institute ved University of Exeter sidste år.

Undersøgelsen blev finansieret af Natural Environment Research Council (NERC).

Papiret, offentliggjort i tidsskriftet Geovidenskabelig modeludvikling , har titlen "Kalibrering af sojabønneparametre i JULES 5.0 fra US-Ne2/3 FLUXNET sites og SoyFACE-O3 eksperimentet."