通过植树应对气候变化具有直观的吸引力。他们在不使用昂贵技术的情况下吸收大气中的温室气体二氧化碳。

可以植树来抵消碳排放的建议很普遍。许多企业，从卖鞋到卖酒的企业，现在都愿意在每次购买时都植一棵树，并且有60多个国家签署了波恩挑战赛，该挑战赛旨在恢复退化和森林砍伐的景观。

然而，树木覆盖范围的扩大可能会以复杂的方式影响气候。利用地球大气、陆地和海洋的模型，我们模拟了未来的大规模造林。我们的新研究表明，这会增加大气中二氧化碳的去除量，有利于应对气候变化。但副作用，包括其他温室气体和地表反射率的变化，可能会部分阻碍这一点。

我们的研究结果表明，虽然造林(森林的恢复和扩张)可以在应对气候变化方面发挥作用，但其潜力可能比之前想象的要小。

当造林与减少温室气体排放等其他气候变化缓解战略一起实施时，负面影响就会较小。因此，作为追求可持续发展的更广泛努力的一部分，造林将更加有效。树木可以帮助应对气候变化，但仅依靠树木是不够的。

未来该何去何从?

未来的气候预测表明，为了将气温升高控制在《巴黎协定》2°C目标以下，温室气体排放必须在21世纪中后期达到净零，并在此后变为净负排放。由于航空和航运等一些行业完全脱碳极其困难，因此需要去除碳。

造林是一种广泛提出的碳清除策略。如果可持续地部署——例如，通过种植本地树木的混合物而不是单一种植——造林可以提供其他好处，包括保护生物多样性、减少水土流失和改善防洪。

我们考虑了一项“粗放造林”战略，该战略根据当前的建议，在21世纪期间扩大现有森林，在预计会茂盛生长的地方增加树木，同时避开农田。

在我们的模型中，我们将这一策略与两种未来气候情景相结合——一种是全球平均变暖超过4°C的“最小努力”情景，另一种是采取广泛的气候缓解措施的“巴黎兼容”情景。然后，我们可以将广泛的造林结果与具有相同气候的模拟结果进行比较，但造林水平遵循更多预期趋势：最小努力情景中森林覆盖率随着农业扩张而下降，而巴黎兼容情景的特点是全球森林覆盖率适度增加。

在空中

地球的能量平衡取决于来自太阳的能量和逃逸回太空的能量。森林覆盖率的增加改变了地球的整体能量平衡。一般来说，减少向外辐射的变化会导致变暖。温室效应就是这样发挥作用的，因为向外的辐射被大气中的气体捕获。

造林降低大气CO2从而增加逃逸到太空的辐射的能力已得到充分研究。然而，可以切实去除的碳量仍然是一个争论的话题。

造林通常会降低地表反射率(反照率)，因为深色的树木取代了浅色的草地。反照率水平的降低会阻碍大气中CO2的有益减少，因为逃逸回太空的辐射会减少。这在高纬度地区尤其重要，因为那里的树木覆盖了原本会被雪覆盖的土地。我们的情景主要是在温带和热带地区进行森林扩张。

森林排放大量挥发性有机化合物(VOC)，且排放量随着气温升高而增加。挥发性有机化合物在大气中发生化学反应，影响甲烷和臭氧的浓度，这两种气体也是温室气体。我们发现，森林覆盖面积扩大和气温升高导致挥发性有机化合物排放量增加，甲烷(通常是臭氧)含量增加。这减少了逃逸到太空的辐射量，进一步阻碍了碳的去除。

然而，挥发性有机化合物的反应产物会形成气溶胶，从而反射入射的太阳辐射并帮助形成云。随着森林覆盖范围扩大导致挥发性有机化合物排放量增加，这些气溶胶也随之增加，导致更多的辐射逃逸到太空。

我们发现反照率、臭氧、甲烷和气溶胶变化的净效应是减少逃逸到太空的辐射量，抵消了减少大气CO2带来的部分好处。在气候减缓不是优先事项的未来，高达30%的效益将被抵消，而在巴黎兼容的未来，这一比例将下降至15%。

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