三北防护林的重要作用（三北防护林挡风致雾霾肆虐）
三北防护林的重要作用（三北防护林挡风致雾霾肆虐）最近，一项兰州大学科研人员的科研报告为“三北”防护林“平反”了——三北防护林不仅不是雾霾的“帮凶”，反而能有效吸附清除PM2.5。三北防护林作为世界上最大的生态建设工程，从建设初期，乃至现在，一直存在争议。这些年，不少北方人感觉风比以前少了。与此同时，沙尘暴少了，雾霾多了。于是，有人开始怀疑为了治理沙尘暴而种的三北防护林，在拦截沙尘的同时把风也挡住了。甚至认为“应该砍了三北防护林，宁愿忍受沙尘暴，也要让风把雾霾吹走”。彭应登（国家城市环境污染控制技术研究中心研究员）董治宝（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究员）陈彬（中国科学院大气物理研究所高级工程师）
三北防护林拦住了沙尘也挡住了风导致雾霾肆虐？在此传言下，有人说宁肯忍受沙尘暴也不要吸雾霾。真实情况是怎样的呢？
文/记者 刘汝佳 图文编辑/陈永杰
新媒体编辑/黄珊
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彭应登（国家城市环境污染控制技术研究中心研究员）
董治宝（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究员）
陈彬（中国科学院大气物理研究所高级工程师）
三北防护林作为世界上最大的生态建设工程，从建设初期，乃至现在，一直存在争议。这些年，不少北方人感觉风比以前少了。与此同时，沙尘暴少了，雾霾多了。于是，有人开始怀疑为了治理沙尘暴而种的三北防护林，在拦截沙尘的同时把风也挡住了。甚至认为“应该砍了三北防护林，宁愿忍受沙尘暴，也要让风把雾霾吹走”。
最近，一项兰州大学科研人员的科研报告为“三北”防护林“平反”了——三北防护林不仅不是雾霾的“帮凶”，反而能有效吸附清除PM2.5。
研究发现，和1982年相比，2010年“三北”防护林工程对PM2.5的吸附和清除能力增加了30%。自1999年到2010年间，该工程清除了我国北方约3000万吨的PM2.5，其中清除最多的地区是华北片，清除量达到PM2.5总量的0.9%。
那么有明确的研究证明绿化植物可以吸收PM2.5吗？记者了解到，有关植物消纳、降解空气颗粒物（含TSP、PM10）的国内外的研究较为成熟。而由于PM2.5由于长期漂浮不沉降的特性，使其分布规律难以把握，所以学界对其治理方法的研究也停留在起步阶段。
虽然研究表示，绿植对PM2.5化学成分有重要影响，例如城市公园林带可使PM2.5中有机碳、二次有机碳等浓度显著升高，使多环芳烃浓度及苯并[a]芘等效毒性降低。[1]
但目前研究仅仅定性地说明植被对PM2.5的阻滞吸收作用，不够具体化。未来还应对吸滞效果显著的具体树种进行定量分析，明确各个树种单位面积上颗粒物的滞留数和滞留量。而由于PM2.5组分的复杂性，对目标树种的响应程度也会有所不同。也可根据区域PM2.5中的主要化学成分，针对性地挑选易于吸收相对应化学物质的植被类型。[2]
因此，由于三北防护林主要树种有榆树、杨树、泓森槐等，如果判断其是否对该区域的PM2.5进行完全相关性的有效作用，需要逐一明确其吸附的成分的作用才能确定相关性。
专家提醒，不要过度夸大防护林对雾霾吸附和清除的作用，毕竟防护林对减少雾霾的影响有限，治标不治本是无法解决雾霾存在的问题。
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三北防护林可以防止你“吃土”
“三北”防护林工程是中国三北地区（西北、华北和东北）建设的大型人工林业生态工程。1978年11月25日，中央政府启动实施了三北防护林体系建设工程，建设范围东起黑龙江宾县，西至新疆乌孜别里山口，面积是435万平方公里，占我国国土面积的45.4%。
很多早些年经历过沙尘暴的人都深有感触，彼时的漫天黄沙，以及大街小巷穿梭着带着特有的围脸“纱巾”的行人绝对是当时北京地区的特有景象。一到风沙季节，每天出门都会吃一嘴土的生活相信每个经历过沙尘暴的人都曾经习以为常。
实际上，三北防护林对减少沙尘天气的发生作用是非常显著的，近些年来，很多人都淡忘了漫天黄沙的景色，想必纱巾也都藏在了箱底。
治理沙尘暴主要从沙尘暴发生的两个条件入手，要么控制引起沙物质源飞扬的动力——大风，要么控制沙物质源——将可能的沙物质源覆盖或固定。从动力角度，人类无法控制大气环流来阻止大风天气的发生，治理沙尘暴只能在局部控制引起沙物质源飞扬的风速，防护林可以在局部减低风速，减少沙物质源的飞扬数量或程度。从沙源角度，覆盖或固定沙物质源是治理沙尘暴的根本途径。防护林正是利用森林的生态防护作用使沙物质源得到固定，部分覆盖。
据国家林业局公布的监测数据显示，2009年到2014年，京津风沙区的植被盖度增加了7.73个百分点，相应的浑善达克沙地的土壤风蚀量减少1.08亿吨，地表释尘量减少了328万吨，也因此直接减少了京津地区的沙尘暴。
但是，随之而来的灰霾代替了一片“暖黄”。那么问题来了，控制了沙物质的“动力”，沙尘暴没了，挡住了吹向京津地区的风，所以雾霾吹不散了？
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30米的防护林抵不过1000米的冷空气系统
三北防护林30年增加的森林覆被率是有限的，对风的作用也只是局部，目前还远远不能达到影响大气环流的程度。
国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登告诉记者，系统风遇到地表成片防护林时会增加摩擦力 但通过一定距离后是可以恢复流场风力。成片防护林影响风的距离一般是其高度的20倍，假设障碍物有30米高，风经过障碍物后的600米就可还原。所以说成片防护林主要是对局地风会产生影响 对几公里之外的影响是极其有限的 对几十公里以外城市风的影响基本是可忽略不计的。
彭应登说，防护林自身一般都在30米左右的高度，三北防护林的平均海拔高度比京津冀地区平原地区高出500米以上 不到30米高的成片防护林对下风向地区风的影响是极其有限的，这30米对于500米的海拔来说更是微乎其微的，其影响远小于燕山山体和太行山山体对风阻滞的影响。
此外，防护林只能做到局部的防风，而刚好可以防止将附近裸露的黄土部分的沙土带动起来，防止了沙土再进入大的系统风从而引起京津地区的沙尘暴。这就好比，一阵风吹来，一面高墙挡住了墙一侧来风方向一定范围内落叶等物质，未吹越另一侧，但是整体的风量并不会受这一面墙的建造而影响。
而能吹散北京雾霾的，可不是一层地表风那么简单，而是大范围的冷空气系统，其南下前锋在850hPa天气图上尚且清楚可见，厚度至少也在1000米以上。因此，三北防护林控制沙物质的“动力”是局部的，靠区区30米可以影响整个系统风还真是天方夜谭了。
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究员董治宝认为，防护林对风的削弱作用微乎其微，我国北方整体的风量减小，并不是三北防护林的作用，而是气候变化的结果。一旦砍掉防护林，不但雾霾不会减少，沙尘暴还会变多。
那么有人疑惑了，近年来城市中风越来越小，越来越不给力了，似乎直接影响了雾霾的扩散，那会不会是防护林间接的降低了风速？而实际上，防护林对风速的影响不及城市中的高楼高楼大厦能“抗风”呢。
Tips
风电消耗风力，但也不能“背锅”
提到三北防护林对雾霾驱散的影响一般还背着一个弟弟，风力发电场输送的电能可都是从风里来的，按照能量守恒，风能少了风力自然就弱了，所以它也影响了“救命”的风？
但是，脱离量级谈影响，都是耍流氓！
风力发电确实会消耗风力，但关键在于它到底消耗了多少风力？是不是大到足以导致吹到北京的风都变弱的地步？
那么风电到底会消耗多少风能呢？美国斯坦福大学Maria团队的研究显示，即使——请注意即使是让步假设——即使把全球所有的能源需求都换做风能，大气层1km以下的能量损失也只有0.006-0.008%——这其中如果仅考虑内蒙风电场消耗风能的话，按比例折算下来的损失微乎其微。
Maria的研究还显示，尽管在大型风电场的下风向会存在风速减弱现象，但只要经过30~60千米的距离就可恢复，而内蒙和北京距离没有那么近。
此外，风电会改变气候的传言由来已久，为了辟谣，内蒙古赤峰市曾在2011年组织气象专家发布了《风力发电对气候变化影响的评估报告》，分析了当地3个有风电场的旗县（克旗达里、右旗翁根山、翁旗灯笼河子）和另外7个没有风电场的旗县的气象数据，经过比对发现，它们的风速、气温、蒸发量、降雨量等均在正常范围区间内。
（摘自气象学博士大脸撑在小胸上博文）
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气候变化才是风力减小的真正原因
“从风的角度来分析，沙尘暴靠大风发生，雾霾靠大风吹散。风小了，沙尘暴减少，雾霾增多，但这两者之间并没有此消彼长的关系。”董治宝强调，防护林对风的削弱作用微乎其微，我国北方整体的风减小，并不是三北防护林的作用，而是气候变化的结果。
研究表明，不仅是中国北方，全球的风速都在逐年减弱。平均风速的减小，使得风力对污染物的搬运作用减弱，加上静稳天气等因素的影响，使得污染物更不容易扩散，无疑加重了雾霾天气的形成。
法国和英国研究人员分析了欧洲、亚洲、北美的822个气象观测点的风速记录，在英国《自然•地球科学》杂志上发表报告称，从1979年到2008年，大部分地方的风速都有所下降，风速下降幅度介于5％到15％之间。研究人员认为，风速下降可能有多种原因，比如气候变化可能影响了气流的传统活动模式，导致风速下降。
中国社会科学院发布的《气候变化绿皮书：应对气候变化报告（2013）》中指出，风速减小，已成为导致雾霾天气出现频繁的原因之一。我国大部分地区平均风速都呈减少趋势，平均每年减少0.01至0.05米／秒，部分地区平均风速每年减少超过0.05米／秒。
中央气象台首席预报员马学款称，我国华北黄淮等地雾霾天气多发与影响我国的冷空气总体偏弱，风力减小等气象因素有关，而与公众质疑的三北防护林没有直接关系。
注释：[1]陈博，北京地区典型城市绿地对PM2.5等颗粒物浓度及化学组成影响研究，北京林业大学
[2]赵晨曦，细颗粒物(PM2.5)与植被关系的研究综述，北京林业大学
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