森林と二酸化炭素、 その誤解を解く (1)

(2015-02-08 の再掲載)
IPCCの第5次統合報告書(AR5, Synthesis Report)が2014年11月2日に公表され、地球温暖化の現状がかなり明瞭になってきた。京都議定書に第一約束期間が終了し、次の段階に入ろうとしている。残念ながら、森林と地球温暖化・温室効果ガスとの関係については、かなり誤解が多いようだ。

よくある誤解とは、以下のようなことがら:

  1. 森林は化石燃料由来の二酸化炭素を吸収する
  2. 二酸化炭素吸収量を増加させるため方法
    1. 森林を若返らせる
    2. 森林を間伐する
    3. 天然林を人工林に転換する

上記は、いずれも間違いである。森林の「二酸化炭素吸収」機能を積極的に評価しようとする立場の人、機能を認めようとしない立場の人、双方が間違っているから、議論がかみ合わない。
 私は、京都議定書の前後から、この問題に少なからず関わってきた。もちろん、気候変動に対する森林の役割を正しく評価し、森林の保全を推進する立場からである。ところが、森林吸収の本質が十分に説明されていないまま、各種の活動が推進されているため、腑に落ちないと感じている人が森林研究者の中にも少なくない。
 誤解の根本は、目的と手段の混同である。戦略と戦術の違いといっても良いだろう。人為による急激な気候変動を減らそうとするために、世界中の人々が案を出し、努力しているのだが、当面の手段を強調するあまり、本来の目的の説明がおろそかになっているのではないか。また、日本国としての行動は、全地球的立場で、各国と協調しなけらばならない。そのため、国内の森林にとっては、必ずしも有益でない事柄を優先している。

京都議定書の約束期間も終わり、新たな国際協定が模索されていることを踏まえ、問題点を整理してみた。科学的根拠はIPCC、政策的根拠はUNFCCの文書に基づく。


1.森林は化石燃料由来の二酸化炭素を吸収するという誤解
 まず、何が何を吸収する/させるのか、という点で大きな間違いがある。
「森林は二酸化炭素を吸収する/しない」という議論は全くおかしい。「森林吸収」という語句は略称であって、樹木の集合体である「森林」が光合成と呼吸の収支として「吸収」するということは誰も求めていないのだ。IPCCの報告書をきちんと読んでみよう。
 多くの図は、二酸化炭素が増大しているという動的な傾向を示している。しかし、現在の「高濃度」とは、限られた存在である炭素が、大気圏と地表(海洋を含む)との間で、どのような配分で存在しているかという、静的な状態である。

図1.大気中の人為起源二酸化炭素の内訳

図1.に大気中の人為起源二酸化炭素が増加している様子が示してある。このような図では、右肩上がりの増加やその傾斜(増加率)に目が行きがちであるが、本質はグラフの着色部の面積である。つまり、灰色部は化石燃料の消費とセメント生産、黄褐色部は森林減少(土地利用の変化)によって、放出された炭素量である。1750年から1970年までの累計を見ると、化石燃料より森林減少の方が多い。2000年以降は森林減少に歯止めがかかっているから寄与率が減少しているものの、1750年頃からの累計では約3 分の1 が森林減少によるものである。

図2.大気/大地間の炭素配置の変化が大気中の二酸化炭素濃度を定める

現在の二酸化炭素濃度が高い原因の約3分の1は森林面積の減少によって、バイオマスと土壌中に貯えられてきた炭素が分解・燃焼されて大気中に放出された結果である。残った森林が光合成によって、大気中の二酸化炭素を固定するとき、かつて森林生態系に固定されていた量以上の炭素を吸収・固定すろことはできない。

森林が吸収すべき二酸化炭素は 「森林減少」により放出された部分のみ\r\n 「化石燃料とセメント生産」に由来する炭素を吸収する責任も、能力もない。
 「土地利用の変化」と「森林減少」が同義語のように扱われているのは、森林とそれ以外の土地利用(草地、耕作地、市街地)とで、面積当たりの炭素貯留量が圧倒的に異なるからである。森林生態系の特徴はバイオマス量が多いというだけでなく、土壌中に固定された有機炭素量が地上部の3~5倍、又はそれ以上に存在する。そのため、極相・原生林と呼ばれる高齢林が伐採されて、他の土地利用に転換された時の炭素放出量は大きい(条件によって違いがあっても、20年で全部が放出されるという計算をする約束になっている)。

大気中の二酸化炭素濃度を減少させるには、大気-大地間のバランスを変え、大地に固定されている炭素量を増やすことが必要となる。
 ここで、森林生態系による炭素固定量 = 土地面積当たりの炭素貯留量 × 森林面積 である、土地面積当たりの炭素吸収量 では決してない。面積当たりの炭素貯留量が多いのは、最も高齢の森林、つまり極相の森林であることは言うまでもない。地上部のみであれば、枯死木が発生する直前の高齢林の方が多いが、土壌炭素の蓄積は枯死木発生後も継続するので、生態系としての貯留量は林齢と共にいつまでも増加する。

結論 その1:
化石燃料由来の二酸化炭素を森林に吸収させることはできない。\r\n大気中の二酸化炭素濃度を減少させるには、(極相あるいは原生林と呼ばれるような)現存量と土壌炭素の多い高齢林を保全することが必要。

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(出典) IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.
 p.470の6.1.1.1 & 6.1.2.1 Carbon Dioxide and the Global Carbon Cycle あたりを参照。