全球气候变化已成为21世纪人类社会面临的最大挑战之一。随着温室气体浓度不断攀升，寻找有效的减缓策略成为科学界和政策制定者的迫切需求。在自然气候解决方案中，树木修复，即大规模的造林和再造林，因其强大的碳汇功能而备受关注。树木通过光合作用将大气中的二氧化碳固定于生物质，显著降低温室效应气体浓度。然而，树木修复的气候效应并非单纯的碳循环作用。近年来，研究表明大气化学过程对这一效应有着深远影响，甚至能增强其气候减缓潜力。
树木在生长过程中会排放多种生物挥发性有机化合物（BVOCs），如异戊二烯和单萜类。这些挥发性有机物在大气中参与复杂的化学反应，最终形成二次有机气溶胶（SOA）。SOA作为细颗粒物的重要组成部分，具有强烈的散射阳光和促进云凝结核形成的能力。通过增加云的反照率和持续时间，SOA有效反射太阳辐射回太空，降低地表接受的太阳能量，从而在局部和全球范围内实现降温效应。 最新的气候模型模拟研究，特别是应用CESM2模型及其最新的CAM6大气化学模块，揭示了树木修复过程中大气化学反应的关键作用。这些研究对比了包含与不包含大气化学的情景，发现仅考虑碳汇的传统模型往往低估了树木修复带来的气候降温效果。
在模型包含大气化学反应的情况下，全球平均地表温度的升高显著降低，甚至在南半球部分区域出现降温趋势。这主要归因于大气中有机气溶胶增加导致的直接与间接辐射效应。 表面能量平衡分析进一步支持了这一发现。树木恢复导致的地表反照率下降（即表面变暗）在多数纬度带引起了升温效应，尤其是在北半球温带和高纬度地区。这是因为森林表面吸收了更多的太阳辐射，导致局地变暖。然而，随之而来的蒸散作用增强促进了大气水汽含量的增加，尤其是在南半球的热带和亚热带地区，形成更多的低云。
低云层反射更多的太阳光，有效抵消了部分地表变暗带来的升温影响。此外，通过释放的BVOCs增加了SOA负载，进一步加强了对短波辐射的散射作用，形成了清晰的降温反应。 大气化学还通过调整甲烷寿命及其大气浓度间接影响气候。树木的BVOC排放改变了大气对羟基自由基（OH）的消耗，减少了OH的浓度，延长了甲烷寿命，带来了潜在的温室效应增加。然而，模型估算显示这种甲烷浓度上升带来的额外升温远小于由SOA和云效应带来的降温效应总和，从整体来看仍体现净冷却作用。 在火灾活动方面，树木恢复也表现出复杂的区域响应。
热带地区树种的增加提升了区域湿度，降低了植被易燃性，火灾碳排放显著减少，有助于增强碳汇效率。相较之下，北半球温带和寒温带地区因降水和湿度变化较小甚至局部减少，火灾风险可能上升，部分抵消了碳固定的增益。值得注意的是，当模型考虑大气化学作用时，温带地区火灾增长的趋势有所减弱，体现了气候和化学相互作用对火灾发生的调节作用。 树木修复潜力的区域差异也十分明显。南半球因热带树种供应丰富的BVOCs，其化学和气候影响更显著，表现出更高的碳储存效率和降温潜力。尽管其树木修复面积远小于北半球，但对全球气候影响却不容小觑。
热带树种因其碳密度高、蒸散旺盛，不仅有效固定碳，还促进了大气湿度和低云增多，从而在气候调节中发挥双重作用。 此外，大气化学进程带来的空气质量变化亦需关注。北半球发达地区由于氮氧化物浓度高，BVOC排放的增加可能诱发臭氧和细颗粒物负面反应，局部空气质量恶化问题突出。南半球某些地区如巴西，尽管臭氧有所改善，但PM2.5浓度增加，提示在推进大规模树木修复时，应综合考虑气候效益与生态环境影响，强化空气质量的监测和管理。 最新研究同时指出，许多以往气候模型未充分考虑的短寿命气候污染物（SLCFs），尤其是通过大气化学反应形成的有机气溶胶，对树木修复气候效应的影响不可忽视。其辐射影响和云–气溶胶交互作用构成了影响地表温度的重要因素，并能削弱地表反照率变化带来的升温效应，提升整体气候减缓潜力。
尽管当前模拟提供了新的科学洞见，但树木修复的气候影响复杂多变，受气候区域、树种类型、土地利用转换、火灾频率及大气化学过程交织影响。因此，未来研究亟需多模型、多情景结合，结合动态的树木增长和大气排放模拟，提高结果的稳健性和适用性。此外，推动观测数据与模型结果的结合，纵向跨尺度地验证大气化学对气候反馈的贡献，亦是提升理解的关键方向。 总体来看，综合考虑大气化学过程后，树木修复作为自然气候解决方案的减缓潜力显著上升。传统仅从碳固定视角评价树木修复气候效应往往低估了其综合影响。大气中BVOC排放催生的有机气溶胶和云变化不仅在短期调节地表温度上起关键作用，还对区域水循环和火灾火险产生深远影响。
政策制定者应关注这些科学进展，将大气化学因素纳入气候策略评估与规划，推动绿色基础设施发展和生态修复方案实施，以实现更有效的气候变化减缓目标。
