优化植树造林可降低洪水风险并减少欧洲水量损失

我们在哪里种树很重要的原因

随着欧洲竞相种植数十亿棵树以应对气候变化，一个关键问题浮现：这些新森林会缓解洪水并保护供水，还是会意外使河流和土壤干涸？本研究探讨了在欧洲精心选择植树地点如何在降低洪水风险的同时限制水量损失，并为将废弃农田改造为繁茂森林的政策提供指导。

把荒地变成有益的森林

研究者关注的是欧洲的废弃耕地——不再耕作、适合生态恢复的土地。欧盟的生物多样性战略设想将约10%的农地转为森林。然而，树木耗水量大，大规模种植会增加蒸散并减少径流，尤其在干旱地区更为明显。为平衡这些权衡，研究团队探讨是否通过“智慧”选址新造林，既能抑制洪水又能维持河流与地下水的水量。

智能种植与随机种植的对比

为检验这一点，作者对比了两种在相同新增森林面积下的不同布置方式。智能策略采用一种受自然选择启发的机器学习算法，综合权衡多种因素——例如已被废弃的耕地位置、春季土地湿润程度、气候与土壤对森林生长的适宜性，以及以往试验表明森林如何影响洪水和地下水。该方法把树木较稀疏地分布在多个地点，偏好那些能减缓径流而不会过度抽取水量的地方。相反，简单策略更多地从符合条件的农地中随机选择地点，常常在已较为林地化的区域形成密集的“森林岛”。

森林如何重塑洪水与水量

研究团队使用详尽的欧洲水文模型，模拟了1991–2020年在两种策略以及不新增森林的基线情形下的河流流量、土壤湿度、蒸散和地下水。智能造林在欧洲大部分地区降低了河流峰值流量，典型降幅约为3%，部分流域局部降幅超过40%。洪峰到达时间延后、消退更平缓，尤其在以快速径流为主的小型河流中表现明显。相比之下，简单方法在大多数地点几乎未改变峰值流量。关于地下水，两种策略都会减少平均蓄水，因为树木从土壤提取更多水分。但智能策略将这些损失控制在较小范围内，并在干旱期实际上改善了最低地下水位，相较于简单策略大约将最低水量保持能力提高了三倍。相反，简单种植导致更大且更广泛的地下水下降。

找到“恰到好处”的树木覆盖量

通过考察不同森林覆盖度下径流的变化，作者识别出一个“最佳区间”。在某一地区森林覆盖度上升到约40%以内时，额外的树木主要通过增加蒸散稳步减少径流。大约在40%到80%覆盖度之间，森林更像一个临时蓄水体：其冠层和土壤储存雨水并缓慢释放，从而减少洪峰而不显著削减总体可用水量。超过这一范围后，进一步增加树木又会导致更强的水量损失。智能算法自然偏好这一中间带的覆盖度，选择那些树木能以短期蓄水换取更低洪峰且避免大量耗减地下水和径流的地点。

在更暖的未来会怎样

团队还探讨了一个未来情景：欧洲气温比现在高2°C，符合中期气候预测。单纯变暖通过缩短积雪期并改变融雪到达河流的时机减少了洪峰，但代价是因蒸散增加而导致更大的水量损失。智能造林在这种变暖下仍能降低最大河流流量，但其相对效益缩小：在当今气候下洪峰约降低三分之一，而在更暖的世界中仅约降低八分之一。重要的是，由新森林引起的额外水量损失，与温度升高导致的干燥相比仍然有限，并且在变暖条件下并未变得更糟。

这对未来植树意味着什么

对非专业读者来说，主要信息是：植树并非简单的“越多越好”。树木种植的位置和密度可能决定森林是悄然减少洪水同时保持河流和地下水弹性，还是加剧水资源短缺。研究表明，利用数据和模型来指导新森林的布局——而不是依赖机会性或随机种植——可以显著降低洪水风险并限制欧洲的水量损失。随着各国推进大规模植树计划，纳入这种经过优化、基于证据的策略有助于确保新森林既支持气候目标又维护长期水安全。

引用: El Garroussi, S., Wetterhall, F., Barnard, C. et al. Optimized afforestation reduces flood risk and limits water loss in Europe. Commun. Sustain. 1, 60 (2026). https://doi.org/10.1038/s44458-026-00057-3

关键词: 植树造林, 洪水风险, 水资源, 气候适应, 欧洲农业