随着全球气候变化日益加剧，保护和恢复森林作为自然气候解决方案的潜力逐渐引起广泛关注。树木通过固碳作用吸收二氧化碳，是减少大气温室气体浓度、缓解气候变暖的重要途径。然而，传统观点多关注碳循环的直接作用，忽略了大气化学过程对树木修复潜力的影响。近年来，科学家们开展的气候模型模拟揭示，大气中的化学反应，尤其是短寿命气候驱动力（SLCFs）如挥发性有机物和气溶胶，与气候系统的相互作用显著增强了树木修复的减缓气候变化能力。全球大规模植树造林虽然理论上会增加陆地的碳储量，带来降温效应，但同时树木覆盖的变化影响地表反照率，表面暗化效应可能导致反向的全球变暖，尤其在中高纬度地区更为明显。通过分别在包含和不包含大气化学过程的两个气候模拟框架中测试高强度树木恢复方案，研究人员发现无论是否考虑大气化学，植树都存在一定程度的生物地理物理导致的近地表温度升高，但当大气化学互动加入，尤其是南半球的增温明显抑制甚至转为降温。
这主要归因于树木释放的生物挥发性有机化合物（BVOCs）产生的二次有机气溶胶（SOA）显著增加，强化了气溶胶直接散射太阳辐射的能力及其对云的影响，提升云反照率，减少地表接收的太阳短波辐射，实现净冷却效应。南半球热带树木修复区域BVOC排放尤为旺盛，这进一步加剧了该区域的气溶胶云效应，形成显著的地区性降温。此外，树木恢复还通过增强蒸散作用提升了大气湿度，促使低云覆盖增加，进一步加强了云的冷却功能。虽然氨气、硫酸盐以及尘埃等其他气溶胶成分呈现不同程度的响应，但总的来说，树木修复引发的大气化学变化倾向于提升SOA负辐射效应，抵消因表面反照率降低而带来的增温影响。火灾作为陆地碳释放的重要源头，其活动与气候及植被类型密切相关。模拟显示，南半球热带地区植树导致火灾碳排放明显减少，主要因为气候相对湿润，植被蒸腾和相对湿度提升使燃料可燃性下降。
北半球温带和寒带地区尽管部分地带火灾碳排放有所上升，但在包含大气化学的模型环境中，这种火灾激增趋势明显减缓，从而提高了整体碳汇的稳定性。大气化学过程还能间接促进土地碳存储，主要表现为氮沉降增强，通过氮素供给的改善助力树木生产力提升。这种现象在北半球更为显著，与该地区大气氮供应较为充裕相关。综合考虑碳储量的提升、生物地理物理气候反馈及大气化学作用下的辐射强迫，研究估计树木修复所带来的净冷却效应在包含化学互动模型中更加显著，比不考虑大气化学的模型高出约25%。这一结论提示，忽略大气化学模块可能低估树木植被恢复在缓解全球变暖中的贡献。遗憾的是，现有多数气候模型未充分模拟植被BVOC排放及其对气溶胶和云物理的复杂反馈，限制了对树木修复气候影响的精确评估。
开展更大规模基于排放驱动的模拟并引入更多物种及区域特异性参数，有助于完善未来的气候预测和植被管理策略。值得注意的是，虽然树木修复在提升碳汇作用的同时带来净冷却效应，但其局部气候影响呈现显著空间异质性。例如，北半球高纬度地区植树导致表面反照率下降引发温度升高，显示区域性植被管理需结合气候特征综合权衡利弊。此外，植树所引发的生物挥发性有机物排放也带来潜在的空气质量问题，部分地区地表臭氧和细颗粒物有所增加，可能对人类健康构成威胁，需在生态与环境保护政策中通盘考虑。未来的气候缓解战略应整合多学科视角，兼顾土地利用变化的碳储存潜力与大气化学反馈，优化树木恢复规划，重点支持热带及南半球生态系统，利用其更高的碳储存效率及气候缓解协同效应。采用动态陆地模型和大气化学耦合系统，结合卫星遥感和实地观测数据，可以进一步验证和改进模拟结果，推动政策制定基于科学证据走向精准化和可持续化。
综上所述，大气化学过程的介入显著提升了树木修复对全球气候的缓解贡献。强化树木恢复战略不仅是增加碳汇的有效手段，更通过复杂的大气化学和气溶胶作用缓和了因植被变化带来的生物地理物理增温效应，为实现气候目标提供更加坚实的科学支持。未来积极挖掘和应用大气化学与植被相互作用机制，将促进全球气候政策迈向更加全面和科学的路径。
