缓解气候变化：在北极植树加剧全球变暖

森林恢复和植树造林是应对气候变化的成熟策略。然而，在北极地区采用这种方法会加剧升温，反而不利于减缓气候变化。这是因为树木覆盖会降低反照率（即太阳光的反射率），增加地表黑暗程度，从而导致净升温（因为树木比雪吸收更多的太阳热量）。此外，植树活动还会扰乱北极土壤的碳库，而北极土壤储存的碳比地球上所有植物的总和还要多。因此，减缓气候变化的方法不一定非要以碳排放为中心。气候变化关乎地球的能量平衡（即大气层吸收的太阳能和大气层释放的太阳能的净值）。温室气体的含量决定了地球大气层中保留的热量。在北极地区的高纬度地区，反照率效应（即太阳光反射回太空而不转化为热量）对整体能量平衡的影响比大气碳储存造成的温室效应更为重要。因此，减缓气候变化的总体目标需要采取综合性的方法。

动植物通过呼吸作用不断向大气中释放二氧化碳（CO₂）。一些自然事件，例如野火和火山爆发，也会向大气中释放CO₂ _。绿色植物在阳光照射下通过光合作用吸收碳，从而维持大气中CO₂的平衡_。然而，自18世纪以来，人类活动_，^{特别是煤炭、石油和天然气等化石燃料的开采和燃烧，导致大气中}_CO₂浓度升高。

_{有趣的是，大气中二氧化碳}浓度的增加会产生碳肥效应（即，绿色植物会响应大气中二氧化碳浓度的增加而增强光合作用）。目前陆地碳汇的很大一部分都归因于二氧化碳浓度上升导致的全球光合作用的增强_。在1982年至2020年期间，全球大气中二氧化碳浓度从360 ppm上升至420 ppm，增幅达17%，全球光合作用也随之增加了约12%^{^1,2}。

显然，全球光合作用的增强无法吸收自工业化以来所有人为碳排放。因此，过去两个世纪以来，大气中的二氧化碳（CO₂）浓度有效增加了约50%，达到422 ppm（2024年9月）_³ ^，是1750年浓度的150%。由于二氧化碳（CO₂ _{）是一种重要的温室气体，大气中CO₂}浓度的显著增加加剧了全球变暖和气候变化。

气候变化表现为极地冰盖和冰川融化、海洋变暖、海平面上升、洪水泛滥、灾难性风暴、频繁且严重的干旱、水资源短缺、热浪、严重火灾以及其他不利状况。它对人们的生命和生计造成了严重影响，因此减缓气候变化势在必行。为了将全球变暖和气温上升幅度控制在本世纪末1.5摄氏度以内，联合国气候变化大会认识到，到2030年全球温室气体排放量需要减少43%，并呼吁各方逐步淘汰化石燃料，以期到2050年实现净零排放。

除了减少碳排放，气候行动还可以通过清除大气中的碳来支持。任何增强大气碳捕获的措施都将大有裨益。  

海洋中浮游植物、海带和藻类的光合作用约占全球碳捕获量的一半。有研究表明，微藻生物技术可以通过光合作用促进碳捕获。通过植树造林和恢复森林来扭转森林砍伐的局面，对于缓解气候变化非常有益。一项研究发现，增加全球森林覆盖率可以做出显著贡献。研究表明，在当前气候条件下，全球树冠覆盖面积为4.4亿公顷，这意味着在排除现有覆盖面积后，还可以额外增加0.9亿公顷的树冠覆盖面积（相当于森林面积增加25%）。如果能够增加这些树冠覆盖面积，将能够固存和储存约2050亿吨碳，约占当前大气碳库的25%。全球森林恢复势在必行，因为持续不断的气候变化将导致到 205 年森林覆盖面积减少约 223 亿公顷（主要在热带地区），并导致相关生物多样性丧失^4,5。

北极地区植树造林  

北极地区指北极圈内北纬 66° 33′ 以上的地球北部地区。该地区大部分（约 60%）被海冰覆盖的北冰洋所占据。北极大陆位于北冰洋南部边缘，那里有苔原或北方北方森林。  

北方森林（或泰加林）位于北极圈以南，其特点是针叶林，主要由松树、云杉和落叶松组成。这里的冬季漫长而寒冷，夏季短暂而潮湿。这里主要以耐寒、结球果、常绿的针叶树（松树、云杉和冷杉）为主，这些树的针叶常年保留。与温带森林和热带湿润森林相比，北方森林的初级生产力较低，植物物种多样性较少，缺乏分层的森林结构。另一方面，北极苔原位于北半球北极地区的北方森林以北，那里的底土永久冻结。这个地区要冷得多，冬季和夏季的平均气温分别在 -34°C 和 3°C – 12°C 之间。底土永久冻结（永久冻土），因此植物的根无法深入土壤，植物离地面很近。苔原的初级生产力很低，物种多样性低，生长季节很短，只有 10 周，植物在这段时间内由于长时间的日照而迅速生长。  

北极地区的树木生长受到永久冻土的影响，因为地下冰冻水会限制深根的生长。大部分苔原都有连续的永久冻土，而北方森林则存在于几乎没有或完全没有永久冻土的地区。然而，北极永久冻土并非不受影响。  

随着北极气候变暖（其速度是全球平均水平的两倍），由此导致的永久冻土融化和流失将提高早期树苗的存活率。研究发现，灌木冠层的存在与树苗的进一步存活和生长成树呈正相关。该地区的物种组成和生态系统功能正在经历快速变化。随着气候变暖和永久冻土退化，未来植被可能会从无树的北极转变为以树木为主的^北极地区。

植被向以树木为主的北极景观转变，能否通过增强光合作用来降低大气中的二氧化碳_含量，从而有助于缓解气候变化？北极地区是否可以考虑植树造林来去除大气中的二氧化碳_？在这两种情况下，北极永久冻土层都需要先融化或退化，才能使树木生长。然而，永久冻土层的融化会向大气中释放甲烷，甲烷是一种强效温室气体，会加剧全球变暖。永久冻土层释放的甲烷也是该地区大规模野火的诱因之一。

至于通过在北极地区植树造林来吸收大气中的二氧化碳，从而缓解气候变暖和气候变化的策略，研究人员_发现这种方法并不适用于该地区，反而会适得其反。这是因为树木覆盖会降低反照率（即^太阳光的反射率），增加地表黑暗程度，导致净增温，因为树木比雪吸收更多的太阳热量。此外，植树活动还会扰乱北极土壤的碳库，而北极土壤储存的碳比地球上所有植物储存的碳都多。

因此，减缓气候变化的方法不一定需要以碳为重点。气候变化与地球的能量平衡有关（扣除留在大气中的太阳能和离开大气的太阳能）。温室气体决定了地球大气中保留了多少热量。在高纬度的北极地区，反照率效应（即反射回太空而不转化为热量）对总能量平衡更重要（比大气碳储存更重要）。因此，减缓气候变化的总体目标需要采取整体方法。  

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