随着《环境空气质量标准》的推行，各部门多管齐下、综合治理，空气中PM2.5浓度下降显著。与此同时，我国东部地区大气中臭氧浓度却逐年上升。在2019年，全国337个地级市以臭氧为主要污染物的天数占到了总超标天数的41.7%。

国内臭氧浓度如此快的上升速度，受到高度关注。

实际上，对流层臭氧是一种非常重要的污染性气体。

臭氧不仅能够损害人体呼吸道、影响健康，同时也会引起生态系统生产力下降，农作物减产；此外，臭氧本身就是一种温室气体，能够加剧全球变暖。

植被-臭氧相互作用复杂

大气中臭氧几乎没有一次排放，主要是通过氮化物与碳氢化合物（VOCs）等前体物经过化学反应二次生成。

在臭氧的生成与沉降过程中，植被可谓刷足了“存在感”——它不仅可以通过排放挥发性有机物（BVOCs，植物排放的VOCs）影响臭氧生成，也可以通过叶片气孔的吸收参与臭氧沉降过程。

挥发性有机物是臭氧生成的重要前体物。

除人为排放外，植被排放的挥发性有机物也对臭氧生成有重要贡献。

地球上的植物每年释放的BVOCs可达到10亿多吨，其中最主要的BVOCs化学成分为异戊二烯，占全球BOVCs排放量约50%。因而，在生成臭氧方面，植被的贡献不容小觑。

但植被与臭氧之间并非如此简单的关系，在生成臭氧前体物的同时，植被气孔沉降过程也是近地面臭氧重要的汇。

如果用显微镜来看，植被叶面有很多小气孔，植被正是通过这些气孔吸收臭氧进行沉降，该过程也称为气孔沉降。植被气孔沉降过程是大气中臭氧干沉降最重要的过程之一，就全球平均而言，40%-60%的臭氧沉降都是通过植被气孔沉降过程来实现的，而植被的气孔导度是臭氧干沉降模拟的重要参数。

• 臭氧可以直接损害植被的光合速率过程和气孔导度，进而引起植被生产力下降。

• 当前中国臭氧浓度可引起中国地区植被年净初级生产力下降约14%，而这种作用不仅可以影响我国碳汇，还会影响臭氧气孔干沉降过程。

• 长时间的臭氧浓度暴露会引起植被异戊二烯排放的线性下降，改变臭氧前体物浓度，进而影响臭氧生成。

科学评估相互作用过程需借助数值模式

臭氧对植被的损伤会通过影响植被异戊二烯的排放和气孔沉降过程，进而对近地面臭氧浓度和气象场造成影响。

科学评估这一过程的量级需要借助数值模式。

南京信息工程大学廖宏团队近期通过一个全耦合的碳循环-化学-气候模式（ModelE2-YIBs），对臭氧-植被相互作用引起的近地面臭氧浓度和气象场的变化进行了定量的评估。

在该模式中，耶鲁动态植被模式（YIBs）可以实现对光合、蒸腾、呼吸等的植被生理过程的模拟，动态更新叶面积指数、气孔导度、异戊二烯排放等关键植被参数；同时ModelE2模式模拟的气象场和臭氧浓度场可用于驱动YIBs的运行，从而实现植被过程、大气化学过程与气象场之间的全耦合模拟。

模拟结果表明：

• 臭氧-植被相互作用会引起我国近地面夏季平均臭氧浓度升高约2.8 ppbv，其中臭氧损伤植被气孔、导致气孔干沉降的减小是造成臭氧浓度升高的主要过程。

• 由于臭氧引起的气孔导度的损伤会抑制植被蒸腾作用，进而造成潜热通量下降，最终造成夏季近地面温度的增加和相对湿度的降低。