“天气”与“气候”：来看看微环境这个奇妙的小世界

如果说天气对应着你的情绪，那么气候便对应你的性格。科学家常用这个比喻来解释“天气”与“气候”之间的区别。

换句话说，天气是一个短期概念，描述的是大气在有限时期内（以分钟、小时、天或周为单位）、在某个特定区域的状态，而气候描述的则是长期的平均天气趋势。

如果你对气候感兴趣，最好学一些地理学知识：全球气候是由区域气候组成的。如果在此基础上进一步分解，你会发现，只要是在能感知到的尺度上，每个位置上的气候都存在一定差别。

这就引入了“微气候”的概念。该研究主题对农业、保护、野生生物管理和城市规划都具有重要意义。

规模很重要

气候有点像挂毯。整体画面固然重要，但其中看似微小的细节也同样关键。

环境科学家将“微气候”这个术语定义为“局部地区气候条件（温度、降雨、湿度、太阳辐射）的集合，通常靠近地面，且其空间规模与生态过程有直接关联”。

对于这个定义的后半部分，我们一会儿再谈。一些研究人员指出，从定义上来看，微气候必须不同于周围地区的气候。

森林就为我们提供了一些绝佳的例子。在热带雨林中，靠近地面的气候与50米上方树冠处的气候截然不同，正是因为这种垂直方向上的差异、再加上其他因素，热带地区才能实现如此惊人的生物多样性。

类似地，在2015年的一次日偏食中，科学家观测发现，东欧一片草场的温度变化比附近森林更加显著。这是因为树木不仅可以遮阴，树叶还会反射太阳辐射，并且森林往往可以减慢风速。

2019年一项对分布在五个大洲的98座森林的研究发现，森林中的温度平均比周围区域低4摄氏度。怕冷的人也不用担心。该研究还指出，在冬季，森林中的温度比外界环境平均高1摄氏度，相当舒适宜人。

虫子的生活

微环境的范围大到什么程度、就不能用“微”字来形容了呢？换句话说，微环境是否存在一个规模上限呢？

对此，不同科学家有不同的答案。在水平规模上，有些人会将“微环境”定义为任何直径小于100米的区域内的环境。如果想弄清温度对某片树叶光合作用的影响，就应当在厘米级尺度上测量温度，而要想弄清温度对某种大型哺乳动物栖息地选择的影响，就最好测量几十到几百米范围内的温度差异。

例如，独自生长的植物可以产生规模极小的微环境。单独的一株玉米可以通过遮阴和改变植株近旁土壤特性，创造出专属于自己的微环境。假如是一片玉米地，产生的微环境范围就会更大，扩展到整片田地。

许多生物会利用这些小得不能再小的微环境勉力维生，比如蚜虫、红蜘蛛等。与它们赖以为食的叶片相比，这些生物显得极其渺小。每片叶子都有自己的微环境。观察显示，蚜虫更喜欢温度较低的叶片，其他啊啊啊无脊椎动物则更喜欢温暖的叶片。由于这些生物的身体均无法自己产生热量，叶片微环境对它们的生存具有至关重要的作用。

大尺度上的微环境

从宏观层面上来看，地球正在经历一段困难时期。全球气温不断攀升，有史以来最热的10个年份中，有9个都出现在2005年以后。另外近期一项估测显示，全球约有100万种物种正由于人类活动而濒临灭绝。

生态学家和环境科学家正在努力解答一个关键问题：面对气候的快速变化和栖息地的迅速流失，各个物种和整个生态系统会做出怎样的反应。微环境是这项研究中的关键组成部分。如果我们不在合适的尺度上测量和理解环境，预测未来变化就会困难得多。

开发商们从很久之前就认识到了小规模气候对人们日常生活的影响。城市热岛效应就是这样一个例子。植物排放的水蒸气可以调节局部气候。但在城市中，天然植被往往比较稀少。不仅如此，许多路面和建筑还很擅长吸收、或重新釋放来自太阳的热量。机动车排放物更加重了城市热岛效应。

不过，大城市也并不是一块简简单单的加热板。同一座城市里记录的温差有时可以高达8.3-11.1℃。

在这方面，城市里的公园和树木就派上了用场。它们对附近环境有很好的降温效果。世界各地有几座城市已经制定了增加城市绿地空间的计划，植树项目和屋顶绿植项目可以降低城市的地表温度、减轻空气污染，以及减少地表径流。