香港中文大学证明并可视化臭氧破坏对 华南地区首次以植物为基础的臭氧测量对植物的有害影响

由香港中文大学（CUHK）地球系统科学计划副教授戴慕思教授领导的研究小组成功地量化并可视化了香港空气污染，尤其是臭氧污染物对植物和环境的影响。尽管该实验是在农村地区和春季进行的，该地区通常平均臭氧浓度较低，但污染物水平仍然很高，足以严重破坏生物指示剂工厂。该发现最近发表在《大气》杂志上。

香港是世界上人口最稠密的城市之一，数以百万计的人生活和工作在空气污染严重的繁忙道路附近。在各种空气污染物中，特别关注地表臭氧。根据环境保护部公布的2019年空气质量监测结果[1]，尽管整体空气质量和其他四种主要污染物水平呈改善趋势，但过去20年来平均臭氧水平一直在增加。

臭氧主要是由人为产生的前驱气体（例如，由车辆排放的挥发性有机化合物（VOC）和一氧化氮）以光化学方式产生的。臭氧可对人类和生态系统健康造成重大损害。臭氧的植物毒性已显示出破坏光合作用，减少气体交换，引起早期叶片衰老以及阻碍天然植被和农作物生长的作用。由于植物在调节周围环境中起着至关重要的作用，臭氧引起的植物破坏可能进一步加速环境退化，对人类健康造成严重后果。

戴教授及其研究小组建立了一个开放性的实验花园，以监测，量化和了解臭氧对植物的破坏机理。在这个被称为“臭氧花园”的实验领域中，研究小组种植了对臭氧具有不同敏感性的大豆品种，作为当地空气污染对生态系统影响的生物指示剂。

戴教授对建立“臭氧花园”感到兴奋。“在美国和欧洲的许多地方都建立了这样的自由臭氧花园，但这是华南地区的第一个此类臭氧花园。从这个花园中获得的数据对于证明在当地特定环境条件下空气污染对植物的影响以及推导出可用于构建区域相关地球系统模型以进行预测的生态生理学和生物气象学重要参数至关重要。”

根据大气中臭氧的含量，所选择的豆类物种在叶子上显示出独特的红色斑点图案。咖啡豆有两种基因型，一种是敏感型，另一种是抗性型，它们对臭氧的敏感性不同。豆类由英国生态与水文学中心提供。项目负责人梁振华（Felix Leung）博士发现，对臭氧敏感的基因型豆遭受更高的臭氧诱导的叶面损害，并且有更多的红色斑点和更高的死亡率。敏感基因型植物的花也比抗性基因型多出30％。这是由臭氧引起的胁迫诱导开花的结果，臭氧触发了该植物产生更多的花朵，因此保持了其受精和繁殖的机会。

调查结果显示，香港的臭氧水平足够高，甚至对中大校园等乡村地区的植物也造成严重损害。这对香港和华南地区的农作物遭受臭氧污染具有重要意义。这项实验也提供了支持减少空气排放的清洁空气政策的证据。将继续进行该实验，以研究可控环境中各种臭氧浓度下咖啡豆的生理状况。

这项研究是由香港中文大学的主要RGC资助计划的研究可持续性资助的，并得到了农业生物技术国家重点实验室（CUHK）的支持。

关于香港中文大学农业生物技术国家重点实验室，合作伙伴实验室

建立这个实验室的主要目的是通过增加人口，十亿人口的国家的产量，食品安全性和营养来解决食品供应的紧迫需求。该实验室建立在中大与农业生物技术领导者中国农业大学之间的紧密合作基础之上。两家大学在提高产量和增强作物营养价值方面共同致力于分子生物技术的发展及其实际应用。

关于环境，能源与可持续性研究所（IEES）

环境，能源与可持续性研究所（IEES）成立于2011年，旨在促进香港中文大学（CUHK）的多学科环境研究和教育。通过整合香港中文大学在各个学科领域的优势，IEES希望建立协同作用，以解决人类社会长期可持续性所面临的一些最紧迫的问题。IEES致力于与工业，政府和非政府组织以及不同的社区利益相关者合作，为我们的子孙后代营造更好的环境。