温室効果ガスの排出量が気温や降水量の変化をどのように予測するかの予測を聞いたことがあります。 しかし、これらの変化が世界の森林にどのように影響を与えているのかは、将来にも大きな影響を与えます。
暖かい冬、ひいてはより長い季節になると、木はより早く成長するでしょうか? そうであれば、おそらく樹木の成長が速ければ、気候変動のペースが遅くなる可能性があります。なぜなら、樹木は成長するにつれて炭素を空気から吸い取るからです。
あるいは、暑い夏は、より多くの干ばつのような条件を意味し、それによって木の育つ能力を妨げ、それによって森林の劣化を引き起こします。
で 最近の論文私の同僚と私は、気候変動が北米全土の樹木成長にどのような影響を与えるかを示す地図を作成しました。 これを行うために、私たちは数十年にわたり多くの専属野外生態学者によって収集された1900-1950期間にわたる樹木成長の歴史的記録を掘り下げ、 国際的なツリーリングデータバンク.
私たちが発見したことは、二酸化炭素濃度の上昇が樹木に与える可能性のある有益な効果にもかかわらず、北アメリカの多くの地域の木々の日常生活がより困難になることでした。 これは、気候変動が北部の緯度の森林に大きな利益をもたらすとの科学者の希望に反している。
気候にどのように反応するか
将来の樹木の成長を予測する上での最初のハードルは、さまざまな生態系の樹木が気候変動にどのように反応するかを理解することです。
寒い北部の森林では、少し熱が木の栽培に役立つかもしれないが、砂漠の南西部では木々がより多く熱を放つと思われるかもしれない。 この観察は、以前の科学者に「北方緑化」を策定し、 仮説 - 地球温暖化が北半球の森林をより早く成長させ、気候変動を緩和するのを助ける。
私たちは、地域の気候と樹木の成長との関係を描写するために、歴史的な樹木リングデータを使用しました。 各成長リングを対応する年の気象パターンに合わせることで、気候変動にどのように反応するかを知ることができます。 例えば、6月の平均気温以上では、アラスカ州フェアバンクスのような気候で、フェニックスのような気候では成長が遅くなっている場所では、樹の成長が速くなりました。
気候が変化するにつれて、木の反応も変化すると予想されるかもしれません。 たとえば、フェアバンクスでは、将来的に平均的な6月の気温がそこでの樹木の成長に悪影響を及ぼし、これは歴史的な関係とは反対のものであると実際に予測しています。 どうして? フェアバンクスは暖かくなり、新たな気候ゾーンに移行し、追加の温暖化が今や損害になります。 他の研究者は、実際にそのような 地上でのシフト アラスカで
大陸の気候変動に木々がどのように反応するかを特徴付けると、UNの予測 気候変動に関する政府間パネル (IPCC)は、大陸の樹木成長の対応する変化を予測する。 北米地図上の各ピクセルについて、私たちは、ツリーリング分析によって確立された成長 - 気候関係と大陸における気候の予測される変化の両方の情報に基づいて、森林がどのように変化するかを予測しました。
炭素肥料
私たちが調べたこのパズルにもう1つのしわがあります。 変化する気候は、主に追加の二酸化炭素の蓄積によって引き起こされ、植物は二酸化炭素を用いて光合成する。 生きるために酸素を吸うように、植物は二酸化炭素を吸い込んで生きる。 したがって、二酸化炭素の量が増加すると、樹木の成長を直接的に促進する可能性がある。 これは、炭素受精なぜなら、彼らが成長するのを助けるために空気を介して植物に肥料を加えるのがそうであるからです。
科学者は 深く分かれた このタイプの炭素肥料が実際に成長の増加をもたらすかどうか、もしそうであれば、いくらか。 私たちの論文では、この議論を解決しようとはしませんでした。 代わりに、私たちは、炭素施肥の強さに複数の異なる可能性を含めました。
炭素肥料をシミュレートするために、我々は教授によって提案されたちょっとしたトリックを使用した グラハムファルカー オーストラリア国立大学の このトリックは、植物が二酸化炭素で呼吸するとき、水が逃げるという事実に依存しています。 葉の毛穴は、開いて閉じて呼吸する小さな口であると考えてください。 より多くの植物が呼吸するために口を開ける必要があるほど、より多くの水が逃げる。 だから、植物は彼らの口をしっかり閉じたままにしようとします。
大気中に浮遊する二酸化炭素の濃度が非常に高い場合、植物は大量の水を失うことなく、空気の小さな塊でわずかに口を開ける必要があります。 したがって、空気中の炭素で植物を肥育すると、植物が保持できる水の量が直接減少します.CO2が多いほど、葉の細孔はガスをより効率的に吸収し、水分をより少なくします。
大気中に浮遊しているより多くの炭素をシミュレートしようとするのではなく、植物が雨水をより多く受け取っているように見せかけることができます。 炭素摂取と水分保持が直接結びついているため、成長への究極の影響は本質的に同じでなければなりません。
水の恵まれており、植物の口が閉ざされてしまうような砂漠では、植物の成長を助けるために、炭素の肥料(または少し余分な雨)が必要です。 対照的に、植物が僅かなコストで口を広く開いたまま維持できる熱帯雨林では、炭素肥料(または余分な雨)が植物を助けることはあまりないかもしれません。
我々の研究では、将来の降水量を単にモデルに追加するだけで、炭素施肥をシミュレートしました。 いくつかのシミュレーションでは、大気中に放出されると予想される余分な炭素の量に比例して余分な水を追加しました。 炭素肥料効果がなくなるとは思っていないナイス・サイエンスの科学者たちを満足させるために、水を増やすことなくシミュレーションを実行しました。 そして、私たちはその間のすべてのレベルでシミュレーションを実行しました。
私たちのモデルの予測
日の目の終わりには、樹木の成長が気候変動にどのように反応するかという私たちのマップは驚くべきものです。
大陸の西部と中央部の多くの地域では、木の成長率が大幅に低下し、木は今世紀の後半までに75%まで成長します。 しかし、太平洋岸北西部、カナダ西部、米国南東部などの大陸沿岸に近い地域では、樹木の成長率が地域的に上昇しています。
平均して、炭素施肥効果なしでは、IPCCが提示した最悪の場合の気候変動シナリオ(このシナリオでは、大陸全体の温暖化予測20摂氏がある)では、我々のモデルは大陸の成長率を6% 。
我々は、この減速を相殺するためには、非常に大きな炭素肥料効果(本研究の共著者の意見によれば、非現実的に大きい)が必要であることを見出した。 そして大陸の多くの地域では、炭素肥料効果の大きさに関係なく、私たちのモデルは成長速度が遅くなると予測していました。
また、我々のシミュレーションでは、北部の寒冷地の寒冷地の成長率の大幅な上昇は見られなかった。 したがって、平均して、「寒冷地の緑化」は見られませんでした。何かあれば、これらの森林の減速を見ました。 これは主に、フェアバンクスのような場所では、樹木が気候にどのように反応するかの変化によって引き起こされます。
その意味
私たちの分析が示唆するところは、森林は気候変動から私たちを救うための姿勢がないように見えるということです。
私たちのモデルは、将来的にはほとんどの森林がより緩やかに成長することを示唆しています。 これはもちろん、私たちや他の種が木に頼っているすべての方法に直接影響を与えます。 しかし、それは気候変動そのものにもつながります。 地球温暖化により木々の炭素吸収が減少するため、より多くの炭素が空気中に残り、より早く暖かくなるため、加速サイクルが形成されます。
さらに、樹木の持続的な成長が続くと、生き残るために必要な資源が枯渇し、深刻な干ばつや昆虫の蔓延に脆弱になる可能性があります。 これは、成長が遅いと私たちが予測していることが、広範囲にわたる樹木の死につながる可能性があることを意味します。 言い換えれば、森林の画像は、私たちのモデルが示唆するものよりもさらに暗いかもしれません。
私たちのモデルでは、伐採実践や森林管理の変化により森林がどのように変化しているかを考慮していません。 多くの分野で、最近伐採を中止したため、森林の再成長が速くなっています。 そのような要素は、我々の予測の上に追加する別の層と考えるべきである。
この研究は、そのようなもののように、実際に将来を近似する上で最良の推測です。 私はそのような予測を、何が起こるのか、そして妥当な可能性として、困難かつ迅速な予測とは考えていません。 将来の気候は、過去に見たものとはかなり異なる可能性があるなど、未知のものがたくさんあります。
もちろん、最大の未知数は、人間社会が温室効果ガス排出を抑える原因にどれだけの意志を与えるかということです。
著者について
Noah Charney、エコロジーと進化生物学のポスドク研究員、 アリゾナ大学
関連書籍
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ご覧いただきありがとうございます InnerSelf.com、 どこに〜がある 20,000+ 「新しい態度と新しい可能性」を促進する人生を変える記事。 すべての記事は次のように翻訳されます 30以上の言語. ニュースレター登録 週刊発行の InnerSelf Magazine と Marie T Russell's Daily Inference に掲載されています。 InnerSelfマガジン 1985年から出版されています。
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