Tác động của Ozone tầng đối lưu đến năng suất sơ cấp ròng và những hệ lụy đối với biến đổi khí hậu

Annual Review of Plant Biology - Tập 63 Số 1 - Trang 637-661 - 2012
Elizabeth A. Ainsworth1,2, Craig R. Yendrek2, Stephen Sitch3, W. J. Collins4, Lisa Emberson5
1Department of Plant Biology, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801
2Global Change and Photosynthesis Research Unit, Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture, Urbana, Illinois 61801;,
3Department of Geography, College of Life and Environmental Sciences, University of Exeter, Exeter EX4 4RJ, United Kingdom
4Met Office, Hadley Center, Exeter EX1 EPB, United Kingdom;
5Stockholm Environment Institute, Environment Department, University of York, York YO10 5DD, United Kingdom

Tóm tắt

Ozone tầng đối lưu (O3) là một loại chất ô nhiễm không khí toàn cầu gây ra hàng tỷ đô la Mỹ trong thiệt hại năng suất cây trồng mỗi năm. Đây là một khí nhà kính nhân tạo quan trọng, và với tư cách là một loại chất ô nhiễm thứ cấp, nó hiện diện với nồng độ cao ở những vùng nông thôn xa các nguồn công nghiệp. Ozone cũng làm giảm năng suất cây trồng bằng cách xâm nhập vào lá qua các khí khổng, tạo ra các loại oxy phản ứng khác và gây ra stress oxy hóa, dẫn đến giảm quang hợp, sự phát triển của cây và tích lũy sinh khối. Sự lắng đọng của O3 vào thực vật thông qua các khí khổng là một biện pháp quan trọng cho O3 tầng đối lưu, nhưng biện pháp này bị tác động bởi các yếu tố khác của biến đổi môi trường, bao gồm sự gia tăng nồng độ carbon dioxide trong khí quyển, nhiệt độ tăng, sự thay đổi lượng mưa và khả dụng nitơ. Chúng tôi xem xét hóa học khí quyển điều khiển cân bằng khối lượng O3, ảnh hưởng của O3 đến độ dẫn khí khổng và năng suất sơ cấp ròng, cũng như những hậu quả đối với nông nghiệp, sự tích trữ carbon và biến đổi khí hậu.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1002/1615-9861(200208)2:8<947::AID-PROT947>3.0.CO;2-J

10.1111/j.1365-313X.2008.03756.x

10.1111/j.1365-2486.2008.01594.x

10.1111/j.1365-3040.2007.01641.x

10.1104/pp.108.117101

10.1111/j.1469-8137.1988.tb00268.x

10.1046/j.1469-8137.2003.00674.x

10.1289/ehp.0901220

10.1038/ngeo905

10.1111/j.1365-3040.2005.01341.x

10.1016/j.atmosenv.2004.02.029

10.1111/j.1365-3040.2005.01326.x

10.1016/0269-7491(90)90140-8

10.1016/j.envpol.2006.06.010

10.1111/j.1469-8137.2007.02140.x

Bender J, 1993, Air Pollution and Crop Responses in Europe, 445

Bergmann H, 1999, J. Appl. Bot., 73, 153

10.1111/j.1365-3040.2006.01581.x

10.1016/j.envpol.2011.03.011

10.1098/rstb.2007.0027

Betzelberger AM, 2010, Plant Cell Environ., 33, 1569

Biswas DK, 2008, Glob. Change Biol., 14, 46, 10.1111/j.1365-2486.2007.01477.x

10.1111/j.1744-7909.2008.00805.x

10.1111/j.1365-3040.2010.02116.x

10.1016/j.fcr.2008.12.005

10.1111/j.1365-3040.2008.01782.x

10.1046/j.1469-8137.1998.00166.x

10.1111/j.1365-3040.2008.01923.x

10.1016/j.atmosenv.2003.10.063

10.5194/gmdd-4-641-2011

10.1029/2010JD014187

10.1111/j.1365-3040.2004.01203.x

33. Dentener F, Keating T, Akimoto H, eds. 2010. Hemispheric Transport of Air Pollution 2010: Part A: Ozone and Particulate Matter. New York: UN. 278 pp.

10.1021/es0523845

10.1111/j.1365-2486.2007.01502.x

10.1126/science.263.5144.185

10.1016/j.envpol.2005.01.021

10.1111/j.1365-3040.2006.01546.x

10.1016/j.envpol.2006.10.026

10.1016/j.atmosenv.2009.01.005

10.5194/gmd-3-43-2010

Fangmeier A, 2002, Air Pollution and Plant Life, 2, 251

10.1093/jxb/erp336

10.1007/s10584-005-6776-4

10.1016/j.atmosenv.2008.11.033

Feng ZZ, 2008, Glob. Change Biol., 14, 2696, 10.1111/j.1365-2486.2008.01673.x

10.1111/j.1365-2486.2010.02184.x

10.1126/science.276.5315.1045

10.1111/j.1365-3040.2005.01349.x

10.1016/j.atmosenv.2010.01.015

Flückiger W, 2002, Air Pollution and Plant Life, 2, 379

Forster P, 2007, Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 129

10.1016/S0269-7491(99)00087-1

10.1023/A:1012243317471

10.1093/jxb/erq007

10.1093/jxb/ern222

10.1007/s00114-008-0468-7

10.1016/S0160-4120(02)00157-5

10.1016/S0269-7491(97)00067-5

10.1111/j.1365-3040.2011.02427.x

10.1029/2004GL021259

10.1104/pp.72.4.1016

10.1093/treephys/24.9.1001

10.5194/acp-6-3181-2006

10.1111/j.1469-8137.2005.01422.x

10.1016/j.envpol.2006.06.011

10.1016/j.atmosenv.2006.03.012

Heath RL., 1987, Recent Adv. Phytochem., 21, 29

10.1007/978-94-009-1367-7

10.1016/j.envpol.2005.01.034

10.1111/j.1600-0889.2007.00269.x

72. Holland M, Kinghorn S, Emberson L, Cinderby S, Ashmore M, et al. 2006. Development of a framework for a probabilistic assessment of the economic losses caused by ozone damage to crops in Europe. CEH Proj. Rep. C02309, Cent. Ecol. Hydrol., Bangor, UK

10.1007/s10021-006-0163-5

10.1098/rsta.2010.0314

10.1007/s11099-008-0070-4

Intergov. Panel Clim. Change, 2000, Special Report on Emissions Scenarios: A Special Report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change.

10.1017/CBO9780511546013

78. Jäger HJ, Unsworth MH, De Temmerman L, Mathy P, eds. 1992. Effects of air pollution on agricultural crops in Europe—results of the European open-top chamber project. Air Pollut. Res. Rep. 46, Comm. Eur. Communities, Brussels

10.1111/j.1365-3040.2005.01325.x

10.1111/j.1365-3040.1994.tb00173.x

10.1016/j.envpol.2006.06.012

10.1016/j.atmosenv.2005.11.009

10.1111/j.1365-3040.2005.01362.x

10.1046/j.1365-2435.2003.00733.x

10.1016/S0269-7491(98)00036-0

10.1111/j.1469-8137.2005.01557.x

10.1016/j.envpol.2008.09.016

10.1111/j.1600-0870.2010.00465.x

10.1111/j.1399-3054.2006.00851.x

10.1016/j.atmosenv.2004.07.017

10.1055/s-2006-924760

10.1093/jxb/erp096

10.1111/j.1365-3040.2005.01465.x

10.1098/rstb.2005.1749

10.1146/annurev.arplant.55.031903.141610

10.1038/nature02047

10.1104/pp.101.3.969

Maas R, 2004, Clearing the Air: 25 Years of the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution, 85

10.1093/treephys/19.2.71

10.1016/j.atmosenv.2003.09.079

10.1016/j.envpol.2010.05.009

10.1046/j.0028-646X.2001.00336.x

10.1111/j.1469-8137.2007.02018.x

10.1111/j.1469-8137.2007.01970.x

10.1104/pp.120.4.1015

10.1111/j.1365-2486.2008.01798.x

10.1034/j.1399-3054.1998.1040414.x

10.1046/j.0016-8025.2003.01056.x

10.1104/pp.104.043968

10.1111/j.1469-8137.2006.01679.x

10.1016/S1352-2310(98)00127-7

10.1890/1051-0761(1997)007[1237:SOEOFP]2.0.CO;2

10.1016/S1360-1385(03)00135-3

10.1016/j.agee.2009.03.012

10.1111/j.1469-8137.1992.tb01080.x

10.1111/j.1399-3054.1997.tb04782.x

10.1046/j.1365-3040.1999.00449.x

10.1038/nature01028

10.1016/j.atmosenv.2006.12.002

10.1016/j.envexpbot.2005.01.004

10.1007/BF01186133

10.1023/A:1013123725860

10.1111/j.1365-2486.2010.02306.x

10.1016/j.envpol.2009.07.035

10.1098/rsta.2007.2041

126. R. Soc. 2008. Ground-level ozone in the 21st century: future trends, impacts and policy implications. Sci. Policy Rep. 15/08, R. Soc., London

10.1093/treephys/3.1.63

10.1126/science.230.4725.566

10.1029/2006JD007500

130. Rosenthal DM, Ort DR. 2012. Examining cassava's potential to enhance food security under climate change. Tropical Plant Biol. In press; doi:10.1007/s12042-011-9086-1

10.1111/j.1600-0889.2007.00277.x

10.1029/2003GL017642

10.1021/pr1002824

10.1016/j.envpol.2005.10.014

10.1016/j.agee.2009.01.009

10.1126/science.1174760

10.1016/j.envpol.2006.04.013

10.1038/nature06059

10.1029/2005JD006338

10.1016/j.atmosenv.2011.02.002

10.1016/j.envpol.2006.01.028

10.1111/j.1469-8137.1993.tb03852.x

10.1111/j.1365-3040.1994.tb00285.x

10.1111/j.1365-3040.1995.tb00598.x

10.1111/j.1365-2486.2010.02267.x

10.1016/j.atmosenv.2007.07.060

10.1016/j.atmosenv.2004.01.026

10.1016/j.envpol.2009.12.001

10.1093/treephys/tpp070

10.1111/j.1365-313X.2010.04159.x

10.1016/j.atmosenv.2008.10.033

10.1111/j.1399-3054.1996.tb00531.x

10.1111/j.1365-2486.2005.01083.x

10.1111/j.1365-2486.2010.02228.x

10.1038/332240a0

10.1016/0004-6981(89)90153-4

10.1021/es048629f

10.1175/EI174.1

10.1111/j.1365-3040.2009.01970.x

10.1111/j.1365-3040.2009.02052.x

10.1111/j.1365-3040.2007.01717.x

10.1111/j.1365-2486.2008.01774.x

10.1016/j.tree.2009.01.012

10.1016/j.envpol.2010.05.003

10.1111/j.1365-2486.2011.02400.x