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城市“热”难题有解：树木或成“天然空调”
——城市树木在夏季高温环境中具有更强的降温效应
城市植被在生态文明建设中具有调节城市气候、改善城市环境、提供生态栖息地、提高居民生活质量、促进生态系统平衡等重要功能。其中，为了缓解城市扩张带来的城市热岛效应，提高树木覆盖度被广泛认为是一种行之有效的方法。城市树木的降温作用主要来源于其遮荫和蒸腾过程。由于蒸腾过程受到树木对气象因子生理响应的影响，城市树木的降温效应与环境温度变化之间存在正反两种反馈过程，导致城市树木降温效应对环境温度的响应具有不确定性。那么，在城市温度持续升高的背景下，城市树木是否持续具备降温作用？
江苏省南京市玄武湖俯瞰图
城市树木降温率对夏季高温的响应
南京大学研究团队基于MODIS卫星遥感数据量化了2003-2019年中国70个经济较为发达城市中午（当地时间约13：30）树木降温率对夏季高温的响应。降温率表示树木覆盖度每增加1%引起的地表温度变化。结果显示，随着温度的升高，城市树木的降温率增强，这表明树木在炎热的日子里提供了额外的降温效益。城市树木降温率对温度升高的积极响应（负反馈过程）主要是由于城市树木在较热的日子里有更强的蒸散作用。由于全球变暖，极端高温风险变得越来越频繁，这种积极的响应过程强调，城市树木在缓解极端高温风险方面可以发挥关键作用。
城市树木降温效应与环境温度之间的反馈过程
城市树木降温率对夏季高温响应的空间差异
受到树木覆盖度和当地背景气候等因素的影响，城市树木降温率对夏季高温的响应在不同城市之间存在显著差异。值得注意的是，特别是在树木覆盖度较低的城市或位于温暖湿润地区的城市，城市树木降温率对高温的响应更强。具体而言，这些地区的城市夏季温度每升高1℃，树木降温率将增强0.002~0.055 ℃ %-1。这意味着，随着温度升高，在这些城市种植树木能获得更大的额外降温效益。
作者团队认为，这一发现与树木覆盖度较低的中国西北部城市尤其相关，这些城市干旱和半干旱的气候条件以及较显著的城市热岛效应，使得西北部城市面对更大的热环境挑战。同时，该研究结果对于绿地有限的城市规划也尤为重要，因为增加树木覆盖度可带来显著的降温效益。
中国城市在平均城市树木覆盖度水平下降温率对夏季高温的响应
未来计划
研究小组强调，下一步他们将会把分析扩展到中国以外的地区，以获得城市树木降温效应对温度响应的全球视角。此外，由于卫星数据的限制，本研究并未考虑树木通过遮荫过程带来的降温效应。因此，在未来的研究中，研究小组将尝试结合原位观测和数值模拟的手段，把城市树木的遮荫作用纳入考虑之中。他们的最终目标是理解城市树木降温率对温度等气象要素的响应及其生物物理机制，从而为气候变暖背景下增强城市气候缓解潜力、提高城市对高温热浪的适应性提供决策依据。
Cite this article:
Yang, L. M., J. Ge, Y. P. Cao, Y. Liu, X. Luo, S. Y. Wang, and W. D. Guo, 2024: Enhanced cooling efficiency of urban trees on hotter summer days in 70 cities of China. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-024-3269-9
Download:
http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-024-3269-9
论文主要作者介绍:
杨丽美
南京大学博士研究生，主要从事城市生态系统与气候变化的相互作用。
通讯作者
葛骏
南京大学大气科学学院准聘助理教授（博导，特任研究员），主要研究方向是陆地生态系统-大气相互作用，近年来重点围绕森林覆盖变化的生物物理过程及其气候效应开展研究，相关成果发表于Nature Geoscience、Nature Water、Nature Communications等国际权威期刊。研究成果多次被Nature杂志和美国地球物理学会（AGU）选为研究亮点。主持国家自然科学基金青年项目和面上项目各一项，以及江苏省自然科学基金优秀青年项目。
编辑制作：金 玲
校对：石傲兰
审核: 周 玲
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大气科学进展
《大气科学进展(英)》(Advances in Atmospheric Sciences，简称AAS)——中国大气科学领域学术水平最高的英文期刊之一，1984年创刊，1999年被SCI收录。最新影响因子6.5，JCR分区位列Q1区。
AAS主要发表大气和海洋科学领域的创新性研究成果，刊登气候学、大气物理学、大气化学、大气探测、气象学、天气学、数值天气预报、海洋-大气相互作用、人工影响天气和应用气象学等各主要分支学科的国际最新创造性论文和研究进展的综合评述。AAS积极扩展栏目，除学术论文外，还设有数据描述文章、会议报告（特邀）、学科亮点(News&Views)（特邀）、展望（Perspectives）（特邀）及有关大气科学领域研究进展的讨论等。
AAS由国际气象学和大气科学协会（IAMAS）中国委员会、中国科学院大气物理研究所、中国气象学会主办，由Springer和科学出版社共同出版，是国际IAMAS的合作期刊。来自9个国家、36个专业科研机构的60多位优秀责编全程监督审稿过程。
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