植樹造林可以通過改變地表反照率、粗糙度和蒸騰效率影響陸-氣之間的能量和水分交換，從而進一步影響局地溫度。該效應在不同的緯度、季節、海拔以及全球變暖背景下表現不同。因此，植樹造林的局地溫度效應高度依賴于氣候背景。除了上述影響氣候背景的因素外，氣溶膠也是區域氣候變化的重要驅動因子。但是，減少氣溶膠污染是否會改變植樹造林的局地溫度效應尚不清楚。

為了回答這一科學問題，南京大學大氣科學學院郭維棟、葛駿團隊和黃昕團隊基于第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6）的地球系統模式，對比分析了不同人為氣溶膠排放情景下植樹造林的局地溫度效應差異。結果表明，如果將當前人為氣溶膠排放降低至工業革命前水平，中、低緯度地區造林的局地降溫效應將會增強（最高可達0.4℃），額外增加的降溫效應可以部分抵消氣溶膠下降帶來的增溫效應（圖1）。同時，高緯度地區造林的局地增溫效應將會減弱。氣溶膠下降引起的造林局地溫度效應變化相當于造林額外吸收了0-8% 的CO2。基于地表能量平衡的歸因分析表明，氣溶膠下降導致到達地表的太陽短波輻射增加，由于森林的地表粗糙度和蒸騰效率較大，更多的地表凈輻射被分配給了感熱和潛熱通量，從而引起地表降溫（圖2）。模式預測如果采用嚴格的氣溶膠排放控制措施，本世紀中葉我國造林的局地降溫效應將額外增加0.13℃。

圖1 減少人為氣溶膠排放對植樹造林局地溫度效應的影響

圖2 氣溶膠濃度變化調節植樹造林局地溫度效應的作用機制

這項研究揭示了降低氣溶膠污染不僅具有環境和健康效益，還可以增強植樹造林的局地氣候緩解潛力。該結論對于像中國這樣同時面臨治理大氣污染和緩解氣候變暖雙重壓力的發展中國家具有重要的指導意義。該研究以“Local surface cooling from afforestation amplified by lower aerosol pollution”為題，于2023年8月24日在線發表于《自然·地球科學》（Nature Geoscience）期刊上（https://www.nature.com/articles/s41561-023-01251-x）。

研究成果引發了各界的廣泛關注。Nature雜志的研究亮點（Research Highlight）欄目以“Cleaning the air boosts forests’ cooling powers”為題，對該工作進行了報道。Nature Geoscience雜志的新聞&觀點（News & Views）欄目發表了題為“Cooler forests in clean air”的文章，對該工作進行了評論。該工作還被國家自然科學基金委員會官方網站“資助成果”欄目進行報道。

南大大氣科學學院葛駿助理教授為論文第一作者和通訊作者，該論文的合作作者包括大氣科學學院郭維棟教授、黃昕教授、邱博副教授和博士研究生曹祎芃，以及南京信息工程大學昝蓓蕾博士。該研究得到國家自然科學基金重點項目（42130602）、面上項目（42175136）、青年項目（42005096、42105023）以及江蘇省氣候變化協同創新中心的聯合支持。

揚子晚報/紫牛新聞  楊甜子

校對 陶善工