跨界協作，保障空氣質素、生態系統與糧食安全
戴沛權教授
地球系統科學課程
室外空氣污染可謂當今世界面臨最嚴峻的環境危機之一，全球每年超過三百萬人因此死亡。目前應對的紓緩措施，不外乎減少工業和車輛排放。但很多研究顯示，由於空氣中的化學成分是地球系統的基本一環，氣候、地貌和生態系統的改變，都會對空氣質素產生不同程度的影響，而在某些範疇或會削弱我們控制排放的成效。根據我和團隊所作的研究，以下列舉一些有趣的例子。
植物與污染的奇特關連
未必有太多人知道，陸生植物可透過一系列複雜途徑影響空氣質素。這些植物的葉氣孔在吸收空氣時，可以幫助我們消除有毒污染物，如地表臭氧。另一方面，不少樹木在溫暖、潮濕和陽光充沛的環境中，會釋出大量揮發性有機化合物，這些化合物對樹木很重要，可驅走吃葉子的昆蟲，或吸引傳播花粉的昆蟲，它們通常對人類健康無害。
不過，如空氣早已充斥車輛排放的氮氧化物，揮發性有機化合物就會與氮氧化物發生連串化學反應，產生臭氧。臭氧在接近地面的位置出現，就會嚴重威脅人類健康。我們在最近的研究中，以計算機模型估計影響中國臭氧空氣質素的因素，發現過去三十年，造成臭氧水平上升的主要原因，一如所料是工業和車輛排放，而與三十年前相比，每年因此而死亡的人多了約二萬八千。
另一方面，我們也發現區域性的暖化會增加臭氧濃度，令每年因此死亡的人數，較三十年前增加四千四百人，大大加劇了人為排放的影響。因氣候而增加的臭氧，主要與樹木釋出的揮發性有機化合物有關，這些化合物會隨氣溫上升而增加，再與空氣中高濃度的氮氧化物發生化學反應，形成更多臭氧。雖然在溫度和二氧化碳濃度都較高的環境中，植物會生長得較茂盛，樹葉更濃密，可吸走更多空氣污染物，但樹木也會釋出更多揮發性有機化合物，從而製造更多臭氧，遠非樹葉吸收所能抵銷。
這絕對不是說樹木就是罪魁禍首。這些揮發性有機化合物變得有害，只因為結合車輛和工廠排放的高濃度氮氧化物！這只是表明，我們須以更嚴厲的措施控制車輛的氮氧化物排放，這樣才可應付氣候變遷的複雜影響。另外，我們也從中知道，雖然都市綠化可對都市環境帶來許多好處，但要慎選樹林品種，盡量挑不會或只會釋出少量揮發性有機化合物的植物。
空氣與農業相互影響
另一例子與農業有關，臭氧等空氣污染物不單影響人類健康，也危害農作物生長。我們早前的研究發現，若全球繼續暖化，空氣污染物水平不斷飆升，到了二十一世紀中期，落後國家營養不良的人口有可能增加50%。我們還發現，若採取嚴格措施對付空氣污染，營養不良人口則會大幅減少，這表示控制污染的政策還可改善弱勢群體面臨的糧食安全問題。
此外，控制空氣污染的焦點，常集中於工業排放，但若把農業規劃納入考慮之列，相信會更有成效。現時大家普遍認識到，傳統大規模耕作採用的氨肥，是形成懸浮粒子污染物的重要原因，因為氨揮發後會產生硝酸氨粒子。可持續的耕種方法，如大豆間作和輪作，可減少使用肥料，應廣泛推廣。這些耕種方法不但保障農作物產量和土壤健康，也可減低空氣污染。
從上述例子可看到，空氣污染、氣候變遷、生態系統管理和糧食生產等課題是環環相扣。因此，若只處理一個範疇而沒考慮其他方面，可能出現始料不及的後果，因而達不到原定目標。我們呼籲各領域的科學家、組織和持份者加強溝通合作，打破傳統的、官僚的和制度的隔閡。只有這樣，我們才能在統一而協調的框架下，制訂平衡和適切的策略，解決艱鉅複雜的環境和資源議題。