中国の黄河流域は過去30年間で約3万5000平方キロメートルの人工林を獲得したが、20年近くのモニタリング調査では、これらの森林の一部が予想よりもはるかに早く炭素隔離率を失いつつあることが示された。 Scientific Reports に掲載された「20 年間のモニタリング データの分析」と題された研究では、干ばつが発生しやすい地域の人工林の炭素隔離能力が不十分であるため、植物の炭素貯蔵量を評価する尺度である年間純一次生産性が、拡大地域の 80% 以上で植林後 15 年以内に増加から減少に転じたことを示しています。これらの地域の約半数では、10年以内に衰退が始まりました。この発見は、土地被覆と気候データとともに、年間一次生産性と土壌有機炭素濃度を使用した、2001年から2019年までの黄河流域の分析から得られたものです。 干ばつの増加と利用可能な水の制限が、この乾燥地域における森林炭素の長期貯蔵を制限する要因となっている、と研究者らは述べている。この重要な研究は、回復戦略を環境上の制約に適応させる必要性を強調し、持続可能な炭素隔離には、単に植林の努力を最大限に高めるのではなく、慎重な計画が必要であることを強調しています。
森林の拡大により炭素隔離が早期に増加
黄河流域は、1990年代以来、土地の劣化を軽減し、生態系の機能を改善することを目的とした大規模な植林プログラムなど、大規模な生態系修復の焦点となってきた。流域の半分以上は年間降水量が 400 mm 未満であり、多くの地域では持続可能な植物の生育に利用できる水が限られています。研究者らは、植物が呼吸によって使用する炭素を考慮した上で使用する炭素の量である純一次生産性（NPP）と、土壌に貯蔵された炭素である土壌有機炭素（SOC）を調べました。生態系回復の分野では、当初NPPが大幅に増加した。研究の全体的な結果は、森林破壊により、回復の第 1 段階で NPP が 34% 増加したが、その後 NPP が 10% 減少したことが示されました。土壌有機炭素も増加しましたが、蓄積速度は時間の経過とともに徐々に遅くなりました。研究者らは、このパターンが人工林で特に顕著であることを発見した。 約 30 年間で、流域の人工林は約 35,000 平方キロメートル増加しました。
80%以上が15年以内にNPPの削減を経験
次に研究者らは、人工林が拡大した地域で労働生産性の初期上昇がどれくらいの期間続くかを調べた。彼らの分析によると、これらの地域の80％以上で植林後15年以内に、年間NPPが増加傾向から減少傾向に変わった。 ほぼ半分となり、10年以内に減少が始まりました。研究で取り上げられた主要な樹種であるニセアカシアとタブリフォルミスの 2 種は通常、成熟するまでに約 50 年かかるため、タイミングが非常に重要です。したがって研究者らは、炭素隔離能力の低下は樹木の生物学的成熟度に基づいて予想されるよりもはるかに早いと説明している。この発見は、すべてのプランテーションが 10 年または 15 年後に炭素の吸収を停止することを意味するものではありません。 むしろ、人工林地域における年間NPP傾向の増加から減少への変化を説明しています。著者らはこれを、盆地の乾燥地作物では炭素隔離の飽和が時期尚早に起こる可能性があるという証拠だと解釈している。
水の入手可能性が大きな制限となっている
この研究では、土壌水分、土壌の質感、温度、干ばつ、蒸発の可能性など、炭素隔離に影響を与える可能性のあるいくつかの環境要因を検討しました。 評価された個々の要因のうち、炭素隔離のダイナミクスを制御する最も強力な個別要因として土壌水分が特定されました。研究者らは、環境要因の相互作用が個々の変数よりも強い影響を与える可能性があることも発見しました。気候分析の結果、盆地のほとんどで日最高気温が上昇していることがわかりました。研究者らはまた、中層および高層層で乾燥日が増加する傾向があることも発見した。 近年では、干ばつ期間が過去の平均約100日に対し、地域によっては180日にも及ぶこともある。乾燥した環境に植えられた木は成長を維持するために十分な水を必要とするため、これらの条件は重要です。 したがって、干ばつの増加と土壌水分の減少により、人工林が生産性を向上し続ける能力が制限される可能性があると著者らは示唆している。
木が増えれば自動的に炭素貯蔵量が増えるわけではない
研究者らはまた、生態系の回復に伴う土地利用の変化にも注目した。彼らは、農地から森林への転換は一般に土壌有機炭素の増加をもたらし、それらの地域の半分以上で一貫したSOCの蓄積が見られることを発見した。しかし、耕地保全政策の影響もあり、耕地をさらに転用する機会はますます限られてきています。 対照的に、草原から森林への移行では、炭素貯蔵量の改善は比較的限定的でした。これは、炭素隔離を増加させるためにさらなる土地利用変更が行われる可能性が、環境および政策の限界に近づいていることを意味している、と研究者らは述べている。この調査結果は、生態系の回復にまったく反対するものではありません。その代わり、研究者らは、干ばつが発生しやすい地域の将来の復興では、現地の水の利用可能性と環境条件を慎重に考慮する必要があると述べている。 彼らは、より戦略的な空間計画、適切な場合には在来または地元に適応した植物の使用、継続的な生態モニタリング、および水資源が非常に限られている地域での草原回復のさらなる考慮を推奨しています。 黄河流域に関しては、森林面積の増加だけでは炭素隔離の着実な増加を保証できないことが研究で示されている。修復の長期的な有効性は、新たに植えられた植生が流域および景観の生息地内に維持できるかどうかに部分的に依存します。
