需要多少棵树才能给城市降温？研究人员开发出设定城市树冠目标的工具

Josiah02 · 发表于 2024-11-6 21:40:22

随着城市混凝土和沥青加剧温度升高，全球各地的城市正面临越来越危险的高温。植树计划是一种流行的、基于自然的城市降温方式，但这些举措在很大程度上是基于猜测和推断。周一发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究为城市规划者和决策者提供了一种新工具，使他们能够制定更具体、更科学的城市绿化目标。
该项研究由中国科学院的王佳、周伟奇和钱玉国领导，并由卡里生态系统研究所的城市生态学家斯图尔特·皮克特共同撰写。
“树木给城市带来很多好处，降温就是其中之一，”皮克特解释道。“树木降温效果很好，因为它们将大量水从地面泵入空气中，当水在叶子表面蒸发时，会吸收大量热量。这就是蒸发的物理原理。树木提供的树荫也有助于降温。”
到目前为止，大多数测量城市树木降温效果的研究都集中在超本地层面，例如某条街道或街区。例如，当城市树冠扩大 1% 时，附近的温度可能会下降 0.04 至 0.57 摄氏度。
“这很有价值，但规划人员和决策者正在考虑整个城市，”皮克特说。“他们在问，‘整个城市需要多少树冠？当我们扩大规模时会发生什么？’而这些信息尚未提供。”
目前还不清楚精细尺度的结果是否可以推广到城市尺度。因此，研究人员着手确定树木的降温效率（城市树冠增加 1% 所导致的温度降低）在更大范围内的变化情况。
研究团队分析了四个气候差异很大的城市的卫星图像和温度数据：中国的北京和深圳，美国的巴尔的摩和萨克拉门托。巴尔的摩和北京属于温带气候，深圳属于亚热带气候，萨克拉门托属于地中海气候区。
首先，他们将每个城市划分为大约一个城市街区大小的像素。对于每个像素，他们测量了地表温度以及树木覆盖的面积。然后，他们在每个城市越来越大的区域进行同样的分析，涵盖街区层面、城市层面甚至更大层面。最后，他们计算了绿化和温度之间的数学关系（即冷却效率）在不同尺度上的变化情况。
总体而言，研究小组发现，城市树木的降温效率在规模较大时会提高。但在单位尺寸较大时，降温速度会较慢。例如，在北京，街区层面，树冠增加 1% 可使温度降低约 0.06 度，而城市层面，树冠增加 1% 可使温度降低约 0.18 度。
更大规模的额外好处似乎来自于能够纳入大片树木，因为它们具有更大的冷却能力。
通过更清晰地阐明面积、树冠覆盖率和冷却效应之间的关系，该论文可以预测整个城市规模的冷却效应，为管理人员设定城市树冠目标以减少极端高温提供了宝贵的工具。
合著者周伟奇指出：“我们发现，冷却效率在各个尺度上都遵循幂律——从 120 x 120 米的小到覆盖整个城市的区域。这种关系适用于所研究的所有四个城市，这些城市的气候条件截然不同。这表明，它可以用于预测全球城市实现特定的减热和气候适应目标所需的额外树木覆盖量。”
例如，作者估计，如果巴尔的摩市的树冠覆盖率增加 1%，地表温度可降低 0.23°C。若要实现 1.5°C 的降温，则需要将树冠覆盖率增加6.39%。
虽然该论文为市政层面的决策提供了重要信息，但皮克特警告说，城市规划者可能还需要在较小范围内开展工作，以确保城市树木及其潜在效益在整个城市公平分布，并得到社区的认可。
“这篇论文并没有告诉你应该把树种在哪儿，”皮克特说。“那是另一种分析，需要涉及更多的社会信息以及与社区或个人业主的接触。”
皮克特建议，下一步可以包括扩大分析范围，将其他气候不同的城市纳入其中，并研究在气候变化导致某些地区变得更热、更干燥的情况下，这种基于自然的解决方案在未来将发挥怎样的作用。

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