CO2濃度升高將削弱全球造林的生物物理降溫效益
植樹(shù)造林是應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要自然解決方案。大規(guī)模造林不僅通過(guò)固碳增匯減緩氣候變暖，還通過(guò)改變地表反照率、蒸散發(fā)等生物物理過(guò)程，直接調(diào)節(jié)近地表氣溫。之前研究評(píng)估全球造林的生物物理反饋效應(yīng)時(shí)，普遍基于當(dāng)前大氣CO?濃度水平，未考慮未來(lái)CO?濃度持續(xù)上升對(duì)造林氣候效益的潛在影響。樸世龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)CO?濃度升高通過(guò)施肥效應(yīng)和氣孔調(diào)控等影響植被蒸騰作用和地表能量收支，從而改變植被的生物物理反饋效應(yīng)（Cui et al., 2020 Nat. Commun.doi: 10.1038/s41467-020-18992-7; He et al., 2022 Commun. Earth Environ.doi:10.1038/s43247-022-00489-4）。因此，未來(lái)大氣CO?濃度升高情景下，全球造林的生物物理效應(yīng)到底將如何演變，并不清楚，對(duì)造林氣候效益估算和造林政策制定構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
近日，第二次青藏科考“環(huán)喜馬拉雅地區(qū)環(huán)境變化的全球聯(lián)動(dòng)效應(yīng)”任務(wù)北京大學(xué)樸世龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)的潛在樹(shù)木覆蓋分布和陸-氣耦合模式模擬，解析了當(dāng)前及未來(lái)不同CO?濃度情景下，全球造林對(duì)近地表氣溫的生物物理反饋效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段大氣CO2濃度水平下，全球潛在造林可實(shí)現(xiàn)平均降溫約0.062℃（圖1a–d）。隨CO?濃度持續(xù)升高，造林生物物理降溫效益將減弱。至本世紀(jì)末，高排放情景（SSP5-8.5）下，降溫幅度降至僅約0.021℃（圖1e）。進(jìn)一步地，解耦CO?濃度升高對(duì)造林局地和非局地氣候反饋的作用，發(fā)現(xiàn)CO?濃度上升雖然通過(guò)影響植被蒸騰、空氣動(dòng)力學(xué)阻力等屬性，調(diào)節(jié)造林的局地氣候效應(yīng)(圖1e-f)，但造林整體降溫效益削弱則主要是因?yàn)楦逤O?濃度背景下大氣遙相關(guān)過(guò)程減弱導(dǎo)致非局地降溫效應(yīng)減小（圖1e-f）。
圖1 全球造林的生物物理降溫效益及其對(duì)不同大氣CO?濃度升高情景的響應(yīng)
本研究首次評(píng)估了未來(lái)大氣CO?濃度升高對(duì)全球造林生物物理氣候效益的多重調(diào)控作用，強(qiáng)調(diào)了自然解決方案與減排協(xié)同增效的重要性，為科學(xué)評(píng)估造林的氣候潛力、優(yōu)化自然解決方案路徑、制定精準(zhǔn)造林政策提供了關(guān)鍵支撐。該成果近期以“Diminished biophysical cooling benefits of global forestation under rising atmospheric CO?”為題發(fā)表于《自然·通訊》(Nature Communications)。北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院2021級(jí)博士研究生闞飛為論文第一作者，樸世龍?jiān)菏亢筒┦垦芯可旌茷楣餐ㄓ嵶髡摺?/span>
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59547-y。