森林是如何影响全球气温的？

在给地球“降温”这件事上，人类正在不遗余力地进行着，为应对全球变暖而提出的“碳达峰”、“碳中和”已经成为世界上绝大多数国家的共同目标。

不过，就目前而言，这场“降温运动”的主角还不是我们，而是占地球近1/3土地面积的森林。根据联合国粮食及农业组织发布的《2020年全球森林资源评估》报告显示，全球森林总面积达到40.6亿公顷（包括人造林），换算成全球人均水平的话，每个人人均森林面积可达到约0.52公顷。差不多相当于0.7个标准足球场的面积。

森林的“降温”手段主要来源于其捕获和储存大气碳的能力，实际上，这种能力从伏地的小草到探天的巨杉都很常见，但以森林为单位的植被捕获了大量的碳。

据IPCC测算，全球所有类型的植被大约储存了450-650pg的碳（1pg=10^15g），其中约有54%~80%的碳存在于森林植被中。再加上森林土壤中的碳，整个森林生态系统固定了超过800pg的碳，几乎与大气中的碳含量相差无几。

但如果仅仅把森林看作是一个“吸碳”的海绵，那就真的小看它了，除此捕获碳和封存碳之外，森林还有其他影响气候的手段，尽管不都是有益的。2022年初发表在《frontiers》杂志上研究发现，当森林的覆盖面积、生态结构以及物种组成发生变化时，水以及来自太阳能量的物理意义上的变化可能会增强或减弱森林对于气候“降温”影响。

具体来说，分为两个方向，一个是正向的，来自树木的蒸腾作用。对于一棵高大的树木来说，每天都需要从地下汲取数百升水并运送给树冠的叶子，那里是光合作用发生的位置。

液态水的表面张力，另一个水分子会被这种张力拉着走，此时在木质部内，一条浩浩荡荡的“调水”工程会将水分从根部源源不断地输送到叶子中。

值得一提的是，有研究估算了全球树木在一年中将水分从根部提升到顶部所需要的能量，结果达到了9.4万GWh（1GWh=100万Kwh，Kw·h为一度），这是个什么概念呢？也就相当于是2019年全球水力发电量的90%吧，不得不赞叹大自然的莫大伟能。

话说回来，这个让水分蒸发的蒸腾作用对气候有什么影响呢？众所周知，大多数物体可以在固态、液态和气态三相中相互转变，而在等温等压的条件下，物体从一个相到另一个相转变吸收或放出的热量称为潜热，例如树木中的液态水蒸发时会从周围吸收热量，即汽化潜热，而这种热量对温度变化只起到潜在作用。

但可以感知的是，树冠层的温度要比下面的温度更低，并且通过气流的作用可以将水蒸气和热量从地表带走，从而降低局部地区的温度。更重要的是，森林树冠凹凸不平的表面，可以进一步地将水蒸气送往大气的高处。在北纬30°到南纬30°的森林中，这种“降温”手段使地球整体温度下降了0.3℃左右。

另外一个方向可能是“负面”的，森林相较于裸露的土地如农田、荒原等区域对太阳光的反射率更低，树木深色的叶子会吸收更多的入射阳光，使温度上升。

然而，这种温度变化并非是单独作用的，还与森林所处纬度有关，在热带地区，较高的入射太阳光和充足的水分为驱动蒸腾作用和对流提供了更多能量，这在一定程度上会克服森林低反射率的变暖效应，使森林全年降温；而在中纬度和高纬度地区，除了夏季拥有较高的入射太阳光和水分可以使森林降温外，在其他季节，森林变暖效应更强。

总的来说，全球范围内的森林不仅是一个巨大的碳汇，还是一个显而易见的气候“冷却器”，目前，为了将全球变暖温度控制在1.5摄氏度以下并实现“碳中和”目标，森林的助力必不可少，同时，已有森林封存的碳量也不能重新回到大气当中。

换句话说就是，对于森林特别是热带森林需要进行保护，降低人类活动对其进行的影响。因为这些“巨人”长久以来团结、传承而来的碳一旦释放出来，再重新融入土地中可能需要几个世纪的时间，这在应对气候变化的时间尺度上，是人类无法接受的。

参考资料：

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ffgc.2022.756115/full

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2022JG006922

https://www.sciencenews.org/article/forest-trees-reduce-global-warming-climate-cooling-carbon

https://www.forestry.gov.cn/uploadfile/ghy/2017-9/file/2017-9-15-1ed8c2609ab945d78738b75750e72af8.pdf

Wikipedia——xylem

Wikipedia——Transpiration