科工力量：解决“气候变暖”“土地荒漠化”问题 植树造林是否是良方？
【文/科工力量 柳叶刀】
在大部分人的认知中，基本上都不会否认森林对环境有益，毕竟森林可以提供大量的好处，而且地球陆上生物的多样性主要存在于森林中。不过，鉴于政府、企业和非营利组织的推动实施的缓解气候变化的计划越来越宏大，一些科学家提醒不要把森林当做抵御气候变化的不二法门，因为目前对森林的理解还不够透彻。
在有关应对气候变化的报道中，人们对森林作用的讨论越来越多，甚至出现分歧。在早期，各国还没有注意到“温室效应”问题的时候，对于荒漠化严重的国家来说，“植树造林”增加林地面积，主要是应对土地荒漠化的挑战。而到了上世纪90年代，气候问题引起了越来越多的关注，此时的森林被赋予了另一层含义，即减缓气候变化。因为，通常意义上森林不但可以防止水土流失，还可以通过光合作用吸收温室气体二氧化碳。
在近期的一些研究和报道中，对于森林的作用产生了对立的争论，在减缓气候变化作用方面，有学者认为森林虽然能通过光合作用吸收二氧化碳，但是也可以吸收更多的光线，使得地表温度升高。而在防止水土流失方面，国外相关媒体报道也对中国在干旱地区的“植树造林”活动产生质疑。有关这些争议的真实情况究竟是什么？
“植树造林”缓解气候变化 科学家之间存分歧
今年7月，瑞士科学家在美国《科学》周刊上发表了一篇题为“The global restoration potential”文章，指出对抗全球气候变暖的最有效的办法就是“种植大量树木——1万亿棵甚至更多”。
截图自《科学》周刊官网
研究人员称，这些新树在几十年里可以从大气中吸收近7500亿吨导致温室效应的二氧化碳，这大致相当于在过去25年排放的碳污染总和。文章的作者之一、苏黎世联邦理工学院的气候变化生态学家托马斯·克劳瑟（Thomas Crowther）表示：“这是迄今为止最廉价，也是最有效的气候变化解决方案。”
在此之前，2011年，美国农业部林务局的研究人员领导的一支国际团队得出结论：全球范围内的森林是一个巨大的碳汇，它们通过光合作用和林木生产所吸收的碳多于其通过呼吸和腐烂所释放的碳。
但对于植树造林是否有助于缓解“温室效应”，也有一些科学家提出不同观点，他们认为森林对于气候变化的影响非常复杂且具有不确定性。
同样在今年1月15日，《自然》杂志刊出一篇题为“How much can forests fight climate change ”文章，称树木可能并不是解决气候变化的有效方案，森林的这种变暖效应可能会部分或完全抵消其带来的冷却效应。
截图自《自然》杂志官网
该文章指出，并不是所有的森林都具有降温作用，几十年来，研究人员一直都知道树叶吸收的阳光要多于其他类型土地（如田地和裸地）覆盖，森林会降低地球的表面反射率。简单来说，森林会吸收大量的光线，引起温度升高。这种效应在高纬度地区、山区或干燥地区尤为明显。
曾就职于耶鲁大学的大气化学家Nadine Unger认为，森林使气候冷却或变暖的效应存在巨大不确定性，在这种情况下，把植树当作一种抵御气候变化的策略是有风险的。砍伐森林将封存的碳释放出来，也增加了地表反射率，促进气候冷却，这与我们通常的认知相反。另外，森林释放的某些化学物质对升温与降温的作用还有待进一步研究。
不过，在Unger教授相关的论文发表后，30位森林科学家在环境新闻网站Mongabay上做出联合回应：“我们强烈反对Unger教授的核心观点”。
REDD机制逐步发展 国际公约承认“森林储碳”作用
通常温室气体减排主要通过两种途径，即减少排放和促进吸收。前者着重于减少化石燃料燃烧中产生的温室气体排放量。后者着重于利用森林、海洋等吸收温室气体。通过对森林等生态系统的保护和建设，来抵消温室气体排放。基于后者的理论，也就形成了当前国际上推行的REDD机制。
REDD是一项为“发展中国家提供援助资金，以减少其对森林的滥砍滥伐”的国际金融奖励机制。在历届的气候谈判中森林的固碳属性是得到认可的，这一点从REDD的逐步发展路径也可以看得出来。
联合国1992年通过的《联合国气候变化框架公约》（以下简称《气候公约》）就确认了碳汇（森林的碳储功能）在气候变化中的地位。公约的第四条第1款（d）项就规定“促进可持续地管理、并酌情维护和加强《蒙特利尔议定书》未予管制的所有温室气体的汇和库，包括生物质、森林和海洋以及其他陆地、沿海和海洋生态系统”。已经原则性的涉及“森林储碳”作为吸收温室气体的地位。
《联合国气候变化框架公约》第四条第1款（d）项
作为《气候公约》的补充量化，《东京议定书》又给出了一些与“森林储碳”相关的细节措施，附件I国家（发达国家）可以在非附件I国家（发展中国家）实行造林或再造林项目，用项目产生的核证减排量抵消其在《东京议定书》所承诺的部分减排指标。
《气候公约》和《东京议定书》中确认了森林的固碳功能，在2005年的蒙特利尔气候大会上引入REDD机制，为了帮助发展中国家减少森林的砍伐，发达国家需要为发展中国家提供援助资金。各国普遍承认森林在温室气体减排中的作用。
最终在2015年12月巴黎气候大会上通过的《巴黎协定》进一步从国际法角度确认了REDD机制的地位。《巴黎协定》作为巴黎大会通过具有法律约束力的文件，明确强调森林在减缓气候变化方面的关键作用。
“植树造林”防止荒漠化 需因地制宜
中国最早的“植树造林”活动并非是应对气候变化问题。早在40年前，中国就启动了“三北防护林工程”，主要目的就是防风固沙、减缓水土流失和荒漠化，那时候“温室效应”的议题还没有进入公众的视线。
中国已经斥巨资实施世界上最大规模的人工造林计划——全球近三森之一的人工林目前种植在中国，而大多数造林工程在我国北方干旱和半干旱地区实施的，以缓解荒漠化和控制沙尘暴。根据第八次全国森林资源清查结果显示，中国人工林总面积6933万公顷，而造林政策实施目标是到2050年使森林覆盖率增加到26%以上。
全球1982~2016年林地变化卫星数据图 来源：《自然》杂志
但是中国“植树造林”的效果近期在网上也引起大量的讨论热度，今年9月24日一篇来自英国《自然》杂志的文章，质疑在全球变暖的大环境下，中国西北部大规模植树活动“可能会加剧水资源短缺”。
《自然》杂志称，作为对抗沙漠扩张行动的一部分，中国过去40年种植了数十亿棵树，其中大部分是在中国北部。这些树确实阻挡了沙漠的扩张，但是一些科学家担心 ，这种种植可能会加剧水资源短缺。许多树并非原产于种植它们的地区，而且把它们种植在全球变暖而雨量较少的区域，会消耗很多水。
该杂志提到的“树木消耗很多的水”问题就涉及植物的蒸腾作用，简单来说，植物生长需要从地下汲取水分，而这些水分会因为“蒸腾作用”返回大气中。一些研究结论认为，森林通过蒸腾作用，可能会减少全球很多地区的地表径流或者地下水，这对于干旱地区来说，可不是一个好预兆。所以《自然》杂志质疑，中国在西北植树可能加剧水资源短缺。
实际上，关于西北干旱地区“植树造林”是否“耗水”问题，中国有关学者也在很早就展开相关研究。2011年在国际著名地学期刊《Earth-Science Rexiews》上，一篇名为《Excessive reliance on afforestation in China’s arid and semi-arid regions: Lessons in ecological restoration》文章就指出，中国西北干旱地区植树造林需要因地制宜，选择灌木草本或原生植物环境改善。
中国学者早已有研究，并发表于《Earth-Science Rexiews》期刊上
该文指出在西北干旱地区，当本地原生植物被外来乔木或灌木替代，外来植物的根系会深入地下水汲取水分，导致地下水下降，土壤的水分降低，使得原生草本植物难以生存，导致其死亡。而外来乔木或灌木因为蒸腾作用，还会加剧这个地区的水分流失。所以“植树造林”需要因地制宜。
此前，造林政策的实施者可能倾向于生长周期快速、生命周期短、能迅速提供短期收益的树木或灌木。但《自然》的报道中提到，国家林业局已经认识到在干旱地区植树造林的一些缺陷，近年来，林业局和地方政府已经转向种植需水量较低的灌木。
中国“植树造林”行动 已走向科学规划
自1978年以来，三北防护林计划在中国北方三十个省、市、自治区种下了660亿棵树。NASA的卫星数据显示，尽管中国的植被面积仅占全球的6.6%，但是2000-2017年间中国的叶面积增长却占到同期全球增长的25%，其中一大部分是森林的增加带来的。
面对沙漠的扩展，中国的“植树造林防沙工作”已并非简单的种树。以腾格里沙漠为例，到上世纪初，在该沙漠前沿建起了一个由固沙防火带、灌溉造林带、草障植物带、前沿阻沙带、封沙育草带组成的“五带一体”治沙防护带。
同样，沙漠治沙工作也需要考虑经济效益，并非是漫无目的，被联合国认可的宁夏中卫市的治沙工作就是其中一例。
一列火车行驶在穿越腾格里沙漠的包兰铁路上，在铁路沿线，利用草方格与低矮灌木搭配，进行固沙护地 来源：新华网
宁夏银南地区的东西两面都被沙漠包围，但只有西侧的中卫市在花大力气治沙，为什么？因为一条铁路线——包兰线自中卫市而过，这条路线对西部的货运极其重要，其中卫段穿过腾格里沙漠。沙漠中的铁路会受到风沙的严重影响，中卫的治沙工程以包兰线为中心沿线治理，为的是这条铁路的通畅。
结束语
虽然相关研究对森林的理解还不够透彻，科学家之间对于“森林是否能缓解气候变化”还存在争议，但是从联合国不断推进的国际气候公约与协议看，各参与国对森林的固碳效果是认可的。而在“植树造林”防止荒漠化方面，中国的经验是走在世界的前列的。当然，这些经验也是在不断的实践中获得的，毕竟成功经验的总结不是“一蹴而就”的。
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