森林と二酸化炭素、 その誤解を解く (2)

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「二酸化炭素吸収量を増加させる」には以下の方法が有効である、との誤解がウェブ上に氾濫している。しかし、それは事実ではなく、どの国でも推奨されていない。京都議定書に関係した取り決めから誤解が生じているようなので、別に説明する。

A. 森林を若返らせる
B. 森林を間伐する
C. 天然林を人工林に転換する

A. 森林を若返らせる

「若い森林は吸収量が多い」とか、「成熟した森林は収支が0になり、それ以上は吸収しない」というのは事実である。下図に模式化した成長曲線を示す。

図3.森林成長の模式図

図3.森林成長の模式図

図3.によれば、森林の総生産量は、ある林齢で最大となった後にやや減少・一定になる。全呼吸量と枯死量の増加傾向は止まらないため、純生産量(総生産量-全呼吸量)は限りなく0に近づく。ここで気を付けなければならないのは、上図のA、B、D、Eは年あたりの量、すなわち、速度を示していることである。その林齢での量を示しているのはC(材の現存量、材の呼吸・分解量)だけである。曲線Cはいずれ水平もしくは波状になるであろうが、0にはならない。バイオマス中の炭素量は曲線Cの1/2に相当するから、頭打ちになるが、AとDの差が土壌中の炭素量として蓄積される。

森林を若返らせるということは、曲線C上の位置を左側に戻すということであるから、林分現存量が減少する。したがって、大地に固定されている炭素量を減らすことになり、大気中の二酸化炭素濃度を上昇させる結果となる。

図4.高齢林の意義

図4.高齢林の意義

速度と量の関係を図4.に示す。1年あたりの二酸化炭素吸収量は若い森林の方が高齢林より多い。その効果は大気中の炭素量(二酸化炭素濃度)を減少させる速度が速くなるということであり、いくら減らせるかという量に関しては蓄積量の多い高齢林には及ばない

B. 森林を間伐する

森林の間伐とは、面積あたりの葉量を減らすことである。図3.の曲線Aの左にあるピークに近い位置から左下に戻すことにあたる。当然、総蓄積量と年間成長量の両方が減少する。「成長が速くなる」ことは決してない。増えるのは、残された個体の成長量林分成長速度の増加率である。

造林学の教科書に書いてあるように、間伐とは林分全体の成長量をより少ない個体数に再配分して、残した個体の成長量を増やす手段である。それは、林分全体の成長量とのトレードオフでもある。だから、バイオマス生産のための森林施業では間伐を行わない。

C. 天然林を人工林に転換する

森林の樹種別炭素吸収量

表1.森林の樹種別炭素吸収量

ここに示した表が独り歩きして、広葉樹林よりヒノキ林が、ヒノキ林よりスギ林の方が炭素吸収量が多いと誤解されている。同じ場所で、樹種を変えても、閉鎖林分であれば、バイオマス生産量はほぼ一定であるというのが、造林学、植物生態学の常識である。

表1.に関して、数値そのものは間違いではない。その根拠となった数値そのものは正しい。我が国の森林の林齢別の平均的な林分材積を用いて、1ha当たりの炭素吸収(固定)量を計算すると表の数値が得られる。ただ、この表の見出しが誤解を生む。表の注釈に書いてあるように、「炭素吸収量は、同じ樹種であっても地域、立地環境等の要因により異なり、本表の値はあくまでも平均的な値」という事実を忘れてはならない。

誤解を生じない表現に直すと以下のようになる。

森林の立地別炭素吸収量

表2.森林の立地別炭素吸収量

少し古い造林学の教科書を紐解くと、適地・適木の例示として、山腹斜面の上から、アカマツ、ヒノキ、スギを配置した図が示されている。土壌が厚く、養分・水分に富んだ斜面下部にはスギを植え、その上部にはヒノキ、ヒノキも育ちにくいやせ地にはアカマツを、投資効果が見込めない場所は広葉樹(自然林)のまま放置するのが原則。

  • 全国平均の生産性は
    スギ林 > ヒノキ林 > 広葉樹林
  • 材積生産量は材の容積密度(比重)に反比例
    スギ > ヒノキ > 多くの広葉樹
  • 乾物(重量)生産量は立地(地位)による
    スギ = ヒノキ = 多くの広葉樹
  • 地位の高い場所にスギを植え、 最も地位が低い場所には植林しない
同一立地のスダジイ林とヒノキ林の生産性

図5.同一立地のスダジイ林とヒノキ林の生産性

図5は、ほぼ同一の立地条件下に隣接して成林したヒノキ人工林、スダジイ自然林、中間の混交林の測定結果である。

  • 材積生産を比較すると、ヒノキ林の総材積はスダジイ林の約1.4倍になる。ヒノキの方が材の容積密度が小さいためである。これは、木材生産のために針葉樹を植林する理由でもある。
  • 幹の乾燥重量で比較するとスダジイ林の方が多く、ヒノキ林の約1.09倍になる。容積密度の当てはめ誤差を考慮すると、差が無いというべきだろう。あるいは、樹種間競争の結果として生き残る樹種の生産性が最も高いという、当然の結果かもしれない。

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引用した図表
図3  堤利夫(編):森林生態学、p.79 図3.26、朝倉書店、1989.
図4 垰田宏:森林生態系と森林管理、p.31 図2-19、日本森林技術協会、2012.
図5 垰田宏:第4章 植生管理による炭素貯留方策、p.94 図4-1-4、藤森隆郎(監)陸上生態系による温暖化防止戦略、博友社、2000.
表1 (独)森林総合研究所 温暖化対応推進拠点 、森林による炭素吸収量をどのように捉えるか(http://www.ffpri.affrc.go.jp/research/dept/22climate/kyuushuuryou/documents/page1-4-per-year.pdf)

 

森林と二酸化炭素、 その誤解を解く (2)」への3件のフィードバック

  1. 1年あたりの二酸化炭素吸収量は若い森林の方が高齢林より多い。その効果は大気中の炭素量(二酸化炭素濃度)を減少させる速度が速くなるということであり、いくら減らせるかという量に関しては蓄積量の多い高齢林には及ばない。
    とありますが、「減少させる速さ」と「いくら減らせるかという量」この2つの違いが理解できません。
    高齢林の蓄積のほうが、更新した若い林の数十年にわたる二酸化炭素吸収量の合計よりも多いということでしょうか。

    • 高齢林を若い森林に更新した時点で、これまでに蓄積されたバイオマス量は失われ、地下部に貯蔵された炭素も分解されて失われます。

      若い林が一年間に吸収する量は確かに高齢林の一年分より多いですが、齢を重ねるにつれて(元の森林と同じように)少なくなります。したがって、以前の森林が蓄積した量を超えることはできません。500年かけて蓄積した量を回復するには500年以上が必要であって、20年生の林分の1年分×500ではありません。

      高齢林を伐採した材木や落葉を燃焼・腐朽させずに保管し、なおかつ、土壌炭素を分解させない(地温を上げない)状態に置くことができれば、森林の更新・若返りによって「炭素の総蓄積」を増やすことが(理論的には)可能です。

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