“天氣”與“氣候”：來看看微環(huán)境這個奇妙的小世界

如果說天氣對應(yīng)著你的情緒，那么氣候便對應(yīng)你的性格?？茖W(xué)家常用這個比喻來解釋“天氣”與“氣候”之間的區(qū)別。

換句話說，天氣是一個短期概念，描述的是大氣在有限時期內(nèi)（以分鐘、小時、天或周為單位）、在某個特定區(qū)域的狀態(tài)，而氣候描述的則是長期的平均天氣趨勢。

如果你對氣候感興趣，最好學(xué)一些地理學(xué)知識：全球氣候是由區(qū)域氣候組成的。如果在此基礎(chǔ)上進一步分解，你會發(fā)現(xiàn)，只要是在能感知到的尺度上，每個位置上的氣候都存在一定差別。

這就引入了“微氣候”的概念。該研究主題對農(nóng)業(yè)、保護、野生生物管理和城市規(guī)劃都具有重要意義。

規(guī)模很重要

氣候有點像掛毯。整體畫面固然重要，但其中看似微小的細(xì)節(jié)也同樣關(guān)鍵。

環(huán)境科學(xué)家將“微氣候”這個術(shù)語定義為“局部地區(qū)氣候條件（溫度、降雨、濕度、太陽輻射）的集合，通常靠近地面，且其空間規(guī)模與生態(tài)過程有直接關(guān)聯(lián)”。

對于這個定義的后半部分，我們一會兒再談。一些研究人員指出，從定義上來看，微氣候必須不同于周圍地區(qū)的氣候。

森林就為我們提供了一些絕佳的例子。在熱帶雨林中，靠近地面的氣候與50米上方樹冠處的氣候截然不同，正是因為這種垂直方向上的差異、再加上其他因素，熱帶地區(qū)才能實現(xiàn)如此驚人的生物多樣性。

類似地，在2015年的一次日偏食中，科學(xué)家觀測發(fā)現(xiàn)，東歐一片草場的溫度變化比附近森林更加顯著。這是因為樹木不僅可以遮陰，樹葉還會反射太陽輻射，并且森林往往可以減慢風(fēng)速。

2019年一項對分布在五個大洲的98座森林的研究發(fā)現(xiàn)，森林中的溫度平均比周圍區(qū)域低4攝氏度。怕冷的人也不用擔(dān)心。該研究還指出，在冬季，森林中的溫度比外界環(huán)境平均高1攝氏度，相當(dāng)舒適宜人。

蟲子的生活

微環(huán)境的范圍大到什么程度、就不能用“微”字來形容了呢？換句話說，微環(huán)境是否存在一個規(guī)模上限呢？

對此，不同科學(xué)家有不同的答案。在水平規(guī)模上，有些人會將“微環(huán)境”定義為任何直徑小于100米的區(qū)域內(nèi)的環(huán)境。如果想弄清溫度對某片樹葉光合作用的影響，就應(yīng)當(dāng)在厘米級尺度上測量溫度，而要想弄清溫度對某種大型哺乳動物棲息地選擇的影響，就最好測量幾十到幾百米范圍內(nèi)的溫度差異。

例如，獨自生長的植物可以產(chǎn)生規(guī)模極小的微環(huán)境。單獨的一株玉米可以通過遮陰和改變植株近旁土壤特性，創(chuàng)造出專屬于自己的微環(huán)境。假如是一片玉米地，產(chǎn)生的微環(huán)境范圍就會更大，擴展到整片田地。

許多生物會利用這些小得不能再小的微環(huán)境勉力維生，比如蚜蟲、紅蜘蛛等。與它們賴以為食的葉片相比，這些生物顯得極其渺小。每片葉子都有自己的微環(huán)境。觀察顯示，蚜蟲更喜歡溫度較低的葉片，其他啊啊啊無脊椎動物則更喜歡溫暖的葉片。由于這些生物的身體均無法自己產(chǎn)生熱量，葉片微環(huán)境對它們的生存具有至關(guān)重要的作用。

大尺度上的微環(huán)境

從宏觀層面上來看，地球正在經(jīng)歷一段困難時期。全球氣溫不斷攀升，有史以來最熱的10個年份中，有9個都出現(xiàn)在2005年以后。另外近期一項估測顯示，全球約有100萬種物種正由于人類活動而瀕臨滅絕。

生態(tài)學(xué)家和環(huán)境科學(xué)家正在努力解答一個關(guān)鍵問題：面對氣候的快速變化和棲息地的迅速流失，各個物種和整個生態(tài)系統(tǒng)會做出怎樣的反應(yīng)。微環(huán)境是這項研究中的關(guān)鍵組成部分。如果我們不在合適的尺度上測量和理解環(huán)境，預(yù)測未來變化就會困難得多。

開發(fā)商們從很久之前就認(rèn)識到了小規(guī)模氣候?qū)θ藗內(nèi)粘Ｉ畹挠绊憽３鞘袩釐u效應(yīng)就是這樣一個例子。植物排放的水蒸氣可以調(diào)節(jié)局部氣候。但在城市中，天然植被往往比較稀少。不僅如此，許多路面和建筑還很擅長吸收、或重新釋放來自太陽的熱量。機動車排放物更加重了城市熱島效應(yīng)。

不過，大城市也并不是一塊簡簡單單的加熱板。同一座城市里記錄的溫差有時可以高達8.3-11.1℃。

在這方面，城市里的公園和樹木就派上了用場。它們對附近環(huán)境有很好的降溫效果。世界各地有幾座城市已經(jīng)制定了增加城市綠地空間的計劃，植樹項目和屋頂綠植項目可以降低城市的地表溫度、減輕空氣污染，以及減少地表徑流。