気候変動の緩和：北極圏での植林は地球温暖化を悪化させる

森林再生と植林は気候変動を緩和するための確立された戦略である。しかし、 北極圏でのこのアプローチは温暖化を悪化させ、気候変動の緩和に逆効果です。これは、樹木が覆われるとアルベド（太陽光の反射率）が下がり、地表が暗くなり、結果として温暖化につながるためです（樹木は雪よりも太陽から多くの熱を吸収するため）。さらに、植樹活動は、地球上のすべての植物よりも多くの炭素を蓄える北極圏の土壌の炭素プールを乱します。 したがって、気候変動緩和のアプローチは、必ずしも炭素に焦点を当てる必要はありません。気候変動は、地球のエネルギーバランス（大気中に留まる太陽エネルギーと大気から出る太陽エネルギーの差）に関するものです。温室効果ガスの量によって、地球の大気中に保持される熱の量が決まります。高緯度の北極地域では、アルベド効果（つまり、太陽光が熱に変換されずに宇宙に反射すること）が、総エネルギーバランスにとって（大気中の炭素貯蔵による温室効果よりも）重要です。したがって、気候変動を遅らせるという全体的な目標には、総合的なアプローチが必要です。   

植物や動物は継続的に二酸化炭素（CO₂）は呼吸を通じて大気中に放出されます。山火事や火山噴火などの自然現象でもCOが放出されます。₂ 大気中のCO₂ 太陽光のもとで緑植物が光合成によって定期的に炭素を隔離することで、二酸化炭素は維持されている。しかし、18世紀以降、人間の活動は^th 21世紀、特に石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料の採掘と燃焼により、大気中のCO₂.  

興味深いことに、CO濃度の上昇は₂ 大気中のCOは炭素肥料効果を示すことが知られている（すなわち、緑の植物はより多くのCOに応じて光合成をより多く行う）。₂ 大気中の二酸化炭素濃度は、現在、陸上の炭素吸収源の大部分を占めており、これは二酸化炭素濃度の上昇に伴う地球全体の光合成の増加によるものである。₂1982年から2020年の間に、大気中の二酸化炭素濃度が12 ppmから17 ppmに360%増加したことに応じて、世界の光合成は約420%増加しました。^1,2.  

明らかに、地球全体の光合成の増加は、産業化が始まって以来の人為的な炭素排出をすべて隔離することはできない。その結果、大気中の二酸化炭素（CO₂）は過去50世紀で実質的に約422％増加し、2024 ppm（XNUMX年XNUMX月）となった。³ これは150年の1750%である。二酸化炭素（CO₂）は重要な温室効果ガスであり、大気中のCO₂ 地球温暖化と気候変動に寄与しています。  

気候変動は、極地の氷や氷河の融解、海洋の温暖化、海面上昇、洪水、壊滅的な嵐、頻繁で激しい干ばつ、水不足、熱波、深刻な火災、その他の悪条件の形で現れます。気候変動は人々の生活と暮らしに深刻な影響を及ぼすため、緩和策が不可欠です。したがって、今世紀末までに地球温暖化と気温上昇を1.5°Cに抑えるためには、 国連気候変動会議 43年までに世界の温室効果ガス排出量を2030％削減する必要があると認識し、締約国に対し、化石燃料からの脱却を呼びかけている。 正味ゼロエミッション 2050によります。  

炭素排出量の削減に加えて、大気から炭素を除去することによっても気候変動対策を支援することができます。大気中の炭素の捕捉を強化することは有益です。  

海洋の植物プランクトン、ケルプ、藻類プランクトンによる海洋光合成は、炭素捕捉の約半分を占めています。微細藻類バイオテクノロジーは、光合成による炭素捕捉に貢献できる可能性があります。植林と森林の再生によって森林破壊を逆転させることは、気候緩和に非常に役立ちます。ある研究では、世界の森林被覆率を高めることが大きな貢献を果たす可能性があることがわかっています。現在の気候下での世界の樹冠容量は4.4億ヘクタールであり、これは既存の被覆を除いた後、追加の樹冠被覆率0.9億ヘクタール（森林面積の25％増加に相当）を生み出すことができることを意味します。この追加の樹冠被覆が作られると、約205ギガトンの炭素を隔離して貯蔵することができ、これは現在の大気中の炭素プールの約25％に相当します。地球規模の森林再生は、気候変動が止まらなければ223年までに約2050億XNUMX万ヘクタールの森林面積（主に熱帯地域）が減少し、関連する生物多様性が失われることからも、急務となっている。^4,5. 

北極圏での植林  

北極地域とは、北極圏内の北緯 66 度 33 分より北の地球の北部を指します。この地域の大部分 (約 60%) は海氷に覆われた北極海で占められています。北極大陸は北極海の南端に位置し、ツンドラや北方林を形成しています。  

北方林（またはタイガ）は北極圏の南に位置し、主にマツ、トウヒ、カラマツからなる針葉樹林が特徴です。長く寒い冬と短く雨の多い夏があります。耐寒性があり、球果をつける常緑針葉樹（マツ、トウヒ、モミ）が優勢で、針状の葉を一年中保ちます。温帯林や熱帯多雨林と比較すると、北方林は一次生産性が低く、植物種の多様性が少なく、階層化された森林構造がありません。一方、北極ツンドラは北半球の北極地域の北方林の北に位置し、土壌の下層が永久に凍結しています。この地域ははるかに寒く、冬の平均気温は -34°C、夏の平均気温は 3°C ～ 12°C です。土壌下層は永久凍土のため、植物の根は土壌の奥深くまで浸透できず、植物は地面近くに生育します。ツンドラは一次生産性が非常に低く、種の多様性も低く、植物が長い日照時間に応じて急速に成長する生育期は 10 週間と短いです。  

北極地域の樹木の成長は永久凍土の影響を受けます。地下の凍った水が深い根の成長を制限するからです。ツンドラの大部分は永久凍土が続いていますが、北方林は永久凍土がほとんどないか全くない地域に存在します。しかし、北極の永久凍土は影響を受けないわけではありません。  

北極の気候が温暖化すると（地球平均の2倍の速さで進行）、その結果として永久凍土が溶けて失われ、初期の木の苗木の生存率が高まる。低木の樹冠の存在は、苗木のさらなる生存と樹木への成長に正の相関関係にあることがわかった。この地域の種の構成と生態系の機能は急速に変化している。気候が温暖化し永久凍土が劣化するにつれて、植生は樹木のない北極から樹木が優勢な北極へと将来的に移行していく可能性がある。⁶.  

北極圏の樹木優位の景観への植生の移行は大気中のCOを削減するか？₂ 光合成の強化により気候変動の緩和に役立つか？大気中のCOを除去するために北極圏で植林を検討できるか？₂どちらの場合も、木々が生育するには、まず北極の永久凍土が解けるか、または分解する必要があります。しかし、永久凍土が解けると、強力な温室効果ガスであるメタンが大気中に放出され、さらなる温暖化につながります。永久凍土からのメタンの放出は、この地域の大規模な山火事にも寄与しています。  

大気中のCOの除去戦略については₂ 研究者らは、北極圏での植林や植林による光合成とそれに伴う温暖化や気候変動の緩和を通じて、⁷ このアプローチはこの地域には不適切であり、気候変動の緩和には逆効果であることがわかりました。これは、樹木が覆われるとアルベド（太陽光の反射率）が低下し、地表が暗くなるため、樹木は雪よりも太陽からの熱を多く吸収し、結果として温暖化につながるからです。さらに、植樹活動は、地球上のすべての植物よりも多くの炭素を蓄える北極の土壌の炭素プールを乱します。  

したがって、気候変動緩和のアプローチは、必ずしも炭素に焦点を当てる必要はありません。気候変動は、地球のエネルギーバランス（大気中に留まる太陽エネルギーと大気から出る太陽エネルギーの差）に関するものです。温室効果ガスは、地球の大気中にどれだけの熱が保持されるかを決定します。高緯度の北極地域では、アルベド効果（つまり、太陽光が熱に変換されずに宇宙に反射すること）が、総エネルギーバランスにとって（大気中の炭素貯蔵よりも）重要です。したがって、気候変動を遅らせるという全体的な目標には、総合的なアプローチが必要です。  

*** 

参照：  

1. キーナン、TF、 ら. CO2増加による地球規模の光合成の歴史的成長への制約。Nat. Clim. Chang. 13, 1376–1381 (2023). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2 

2. バークレー研究所ニュース – 植物は気候変動を遅らせる時間をくれるが、それを止めるには十分ではない。 https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/ 

3. NASA。二酸化炭素。入手可能。 https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 

4. Bastin, Jean-Francois et al 2019. 地球規模の樹木再生の可能性。サイエンス。5年2019月365日。第6448巻、第76号、pp. 79-XNUMX。DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848 

5. Chazdon R.、Brancalion P.、2019。森林再生は多くの目的を達成するための手段です。サイエンス。5年2019月365日、第6448巻、第24号、pp. 25-XNUMX。DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539 

6. Limpens, J., Fijen, TPM, Keizer, I. et al. 低木と劣化した永久凍土が亜北極泥炭地の樹木生育の道を開く。Ecosystems 24, 370–383 (2021)。  https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6 

7. Kristensen, J.Å., Barbero-Palacios, L., Barrio, IC et al. 「北半球の高緯度地域では植林は気候問題の解決策にはならない」Nat. Geosci. 17, 1087–1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4  

***