一万亿棵树能助人类摆脱气候变暖吗?

2018年你对天气有什么感受?如果你的回答是:热!那么就刚好与科学家的研究结果吻合了——2018年,全球气温上升了1.16℃,这一年是有记录以来的第四热年份。气候变暖已经在我们的生活中体现出来了,如果不加以遏制,那么变暖的趋势不会自动停止,预计到2030年,全球气温将上升1.5℃,届时,地球上的冰川和冰山大面积消融,海平面将大幅升高。

对此,科学家们一直努力,希望找到能有效阻止气候变暖的方法,植树常常被认为是最可靠的方法之一。

种树,把碳“锁”起来

二氧化碳是重要的温室气体,由于二氧化碳在大气中不会被化学降解,因此它会长时间停留在大气中,甚至几千年以前排放的二氧化碳仍在现在的大气中。而我们都知道,树木就像锁碳的“宝盒”,它们在光合作用的过程中,吸收大气中的二氧化碳,并转化成有机物,释放氧气,从而达到缓解气候变暖的作用。

为了研究森林的固碳能力,2015年,英国科学家对亚马孙雨林吸收二氧化碳的能力进行了研究。研究结果显示,亚马孙雨林每年能吸收大约22亿吨二氧化碳,大约相当于吸收了8.6亿辆汽车一年排放的二氧化碳量。据统计,目前全球汽车保有量在10亿辆左右,如此看来,森林对缓解气候变暖是有一定作用的。而据估算,现在全世界每年向大气中排放340亿吨以上的二氧化碳,固碳的主力军是海洋,它能吸收人类排放到大气中的三分之一的二氧化碳,如果森林的面积足够大,那么地球固碳的能力将更强,或许可以阻止气候变暖的步伐。

那么,种多少树能救人类于水火呢?还真的有科学家仔细考虑了这个问题。2019年7月,瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家通过研究发现,如果在全球再增加10亿公顷(相当于美国的国土面积)的树冠面积,相当于再种1万亿棵左右的树,那么全球森林将有能力吸收2050亿吨二氧化碳,这个量约占人类自工业革命以来释放到大气中的三分之二的二氧化碳,从而有效地阻止气候变暖。

种树是一把双刃剑?

那么,种1万亿棵树真的能救人类于水火吗?且不说1万亿棵树能否力挽狂澜,其实就种树是否真能使地球降温这个问题在科学界也还是有争议的。一些科学家认为,森林并不一定是为地球降温的好方法,它也有一些不利的影响。

美国大气化学家纳丁·昂格尔在研究中注意到,树木吸收二氧化碳,释放氧气的过程中,还会释放挥发性的有机化合物,其中包括异戊二烯。异戊二烯也是一种能够促进气候变暖的碳氢化合物,它能与空气中的氮氧化物发生反应,形成臭氧,而臭氧位于低层大气时,会加剧气候变暖效应。此外,异戊二烯还能延长温室气体甲烷的寿命,使它不容易被分解。不过昂格尔发现,异戊二烯是个两面派,它不仅会促进地球气温升高,对地球降温也有促进作用,因为它能促进气溶胶的生成,而气溶胶能抵挡阳光到达地面。

为了确定森林对气候主要是消极影响还是积极影响,昂格尔构建了一个地球系统模型,用于估算森林的化学物质排放所产生的效应。结果她发现,植树造林并没有那么简单,热带和温带地区的树木会释放大量的促进气候变暖的异戊二烯;而高纬度地区的森林主要释放萜烯,这种物质可以形气溶胶,促进云层的形成,阻挡阳光,可以起到降温的作用。因此,她认为种树是否能为地球降温是存在不确定性的。

其实,早在2006年,科学家就发现,植物在生长过程中会释放甲烷。2017年,英国科学家也发现亚马孙雨林中的树木会大量释放甲烷,排放量甚至约占亚马孙雨林甲烷排放总量的一半。2018年,这组科学家又发现高山林地中的树木会释放甲烷和另一种温室气体一氧化二氮。而不仅是释放促进气候变暖的物质,森林可能还从其他方面导致局部地区的气温升高,影响范围或许还会扩大。比如高纬度地区生长着大量的针叶树种,一些科学家认为,这些树的叶片颜色较深,能吸收大量的热量,并且由于叶片较细,这些树的蒸腾作用也相对较弱,因此高纬度地区的针叶林周围的气温可能比同纬度种植其他树种的地区高。而地球大气是一个完整的系统,一个地区的气温可能也会对周边地区产生影响。

植树造林对气候变化的积极影响是不可否认的,不过简单粗暴地种1万亿棵树来解决气候变暖的问题可能不一定奏效,在植树造林的同时,我们可能还需要考虑如何消除森林所带来的不利影响,才能将森林降温的效用最大化,达到减缓气候变暖的效果。

粮食作物能否代替森林

可能有人会说,绿色的树叶通过光合作用将二氧化碳“锁”在自己体内,粮食作物也是绿色的,不如种大片的粮食作物,可以降温又为我们提供食物,岂不更好?这看起来是一个两全其美的方法,不过事情可能没这么简单。

2018年的一项研究显示,一片茂密的森林与同面积的麦田相比,麦田反射回太空的阳光更多,因此麦田周围的气温与森林比起来会相对较低。不过科学家分析了森林和麦田的蒸腾作用,结果发现,森林的蒸腾作用比麦田的更剧烈,这是因为麦子的叶面积太小。而这意味着,森林上空聚积的水分更多,降雨也更多,从蒸腾作用导致的降温幅度来说,森林的降温幅度比麦田更大。

那么,综合反射阳光和蒸腾作用的降温效果来看,森林的降温效果更好,还是麦田呢?科学家的答案是森林。因此,如果想为地球降温,用粮食作物作物来代替森林不是好办法。