20 世紀(jì)，美國(guó)大部分地區(qū)變暖，但東部地區(qū)卻神秘地保持涼爽。森林的恢復(fù)可以解釋其中的原因。新的研究表明，20 世紀(jì)美國(guó)東部廣泛開(kāi)展的植樹(shù)造林有助于抵御氣候變化導(dǎo)致的氣溫上升。作者強(qiáng)調(diào)了森林作為地區(qū)氣候適應(yīng)工具的潛力，而這需要減少碳排放。

這項(xiàng)研究的主要作者、印第安納大學(xué)的環(huán)境科學(xué)家馬洛里-巴恩斯說(shuō)："這一切都是為了弄清森林能為我們的環(huán)境降溫多少以及降溫效果的程度。這些知識(shí)不僅對(duì)旨在緩解氣候的大規(guī)模植樹(shù)造林項(xiàng)目至關(guān)重要，而且對(duì)城市植樹(shù)等舉措也很關(guān)鍵"。

這項(xiàng)研究發(fā)表在 AGU 期刊《地球的未來(lái)》上，該期刊發(fā)表了關(guān)于我們地球及其居民的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)的跨學(xué)科研究。

美國(guó)東部植樹(shù)造林的歷史背景

在歐洲殖民之前，美國(guó)東部幾乎完全被溫帶森林覆蓋。從18世紀(jì)末到20世紀(jì)初，木材采伐和農(nóng)業(yè)開(kāi)墾導(dǎo)致一些地區(qū)的森林損失超過(guò) 90%。20 世紀(jì) 30 年代，為重振森林所做的努力，加上放棄劣質(zhì)農(nóng)田并隨后重新造林，拉開(kāi)了長(zhǎng)達(dá)近一個(gè)世紀(jì)的東部森林卷土重來(lái)的序幕。自此，這些地區(qū)的森林面積增加了約1500 萬(wàn)公頃。

這項(xiàng)新研究的共同作者、印第安納大學(xué)環(huán)境科學(xué)家金-諾維克（Kim Novick）說(shuō)："發(fā)生在美國(guó)東部的森林砍伐程度令人震驚，后果十分嚴(yán)重。這是一次巨大的土地覆蓋變化，而且時(shí)間并不長(zhǎng)。"

在重新生長(zhǎng)期間，全球氣候變暖，整個(gè)北美的氣溫平均上升了0.7攝氏度（1.23華氏度）。相比之下，從 1900 年到 2000 年，東海岸和東南部降溫約 0.3 攝氏度（0.5 華氏度），其中東南部降溫最明顯。

以前的研究表明，降溫可能是由氣溶膠、農(nóng)業(yè)活動(dòng)或降水增加造成的，但其中許多因素只能解釋高度局部的降溫。盡管森林與降溫之間的關(guān)系眾所周知，但研究并未將森林作為異常、大范圍降溫的可能解釋。

巴恩斯說(shuō)："這種廣泛的植樹(shù)造林歷史是土地覆蓋的巨大變化，但人們還沒(méi)有廣泛研究它是如何導(dǎo)致美國(guó)東部出現(xiàn)異常的不變暖現(xiàn)象的，氣候科學(xué)家稱之為'變暖洞'。這就是我們最初著手開(kāi)展這項(xiàng)工作的原因。"

分析森林的降溫效應(yīng)

巴恩斯、諾維克和他們的團(tuán)隊(duì)綜合利用衛(wèi)星和 58 座氣象塔的數(shù)據(jù)，將森林與附近的草地和耕地進(jìn)行比較，從而研究森林覆蓋率的變化如何影響地表溫度以及地表上方幾米的空氣溫度。

研究人員發(fā)現(xiàn)，如今美國(guó)東部的森林每年能使地表降溫 1 到 2 攝氏度（1.8 到 3.6 華氏度）。最強(qiáng)烈的降溫效果出現(xiàn)在夏季的正午時(shí)分，此時(shí)樹(shù)木會(huì)將氣溫降低 2 至 5 攝氏度（3.6 至 9 華氏度） - 在最需要的時(shí)候提供了緩解。

研究小組利用氣體測(cè)量塔網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)表明，這種降溫效果還延伸到了空氣中，在正午時(shí)分，森林可將近地面空氣溫度降低 1 攝氏度（1.8 華氏度）（以前有關(guān)樹(shù)木降溫效果的研究主要集中在陸地溫度上，而不是空氣溫度上）。

研究小組隨后利用 398 個(gè)氣象站的歷史土地覆蓋和每日天氣數(shù)據(jù)，追蹤了 1900 年至 2010 年期間森林覆蓋與陸地和近地面氣溫之間的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)，到20世紀(jì)末，被森林環(huán)繞的氣象站要比沒(méi)有植樹(shù)造林的地方低1攝氏度（1.8華氏度）。300米（984英尺）以外的地點(diǎn)也出現(xiàn)了降溫現(xiàn)象，這表明植樹(shù)造林的降溫效果甚至可以延伸到未植樹(shù)造林的地區(qū)。

其他因素，如農(nóng)業(yè)灌溉的變化，也可能對(duì)研究區(qū)域產(chǎn)生了降溫效應(yīng)。作者說(shuō)，20世紀(jì)美國(guó)東部的植樹(shù)造林可能是造成降溫異常的原因之一，但不能完全解釋這種異常現(xiàn)象。

巴恩斯說(shuō)："能夠?yàn)?為什么美國(guó)東部的變暖速度與世界其他地區(qū)不相稱？我們無(wú)法解釋所有的降溫現(xiàn)象，但我們認(rèn)為植樹(shù)造林是其中的一個(gè)重要原因。"

對(duì)氣候適應(yīng)戰(zhàn)略的影響

由于美國(guó)東部的森林具有固碳和儲(chǔ)碳能力，在這些地區(qū)重新造林被普遍認(rèn)為是一項(xiàng)可行的氣候減緩戰(zhàn)略。作者指出，他們的研究表明，美國(guó)東部的重新造林也是適應(yīng)氣候的重要工具。

然而，在不同的環(huán)境中，如白雪皚皚的北方地區(qū)，增加樹(shù)木可能會(huì)產(chǎn)生變暖效應(yīng)。在某些地方，重新造林也會(huì)影響降水、云層和其他區(qū)域范圍的過(guò)程，而這些影響可能是有益的，也可能是無(wú)益的。因此，土地管理者在評(píng)估森林作為氣候適應(yīng)工具的效用時(shí)，必須考慮其他環(huán)境因素。