二酸化炭素濃度の上昇に森林がどのように反応するか

: By アリゾナ大学ダニエル・ストルテ

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CO2のレベルアップへの森林の対応

森林は、25を人為的な二酸化炭素排出量（温室効果ガス）の30％を占めるため、気候変動の速度と規模を緩和する重要な役割を果たすと考えられています。

しかし、将来の気候モデル予測を組み合わせた新しい研究; 北米全土の歴史的な樹木の記録。大気中の二酸化炭素の濃度が高いほど木の成長率がどのように変化するかは、森林の緩和効果が以前に示唆されたものよりもずっと小さいことを示している。

ジャーナルに掲載されました エコロジーの手紙この研究は、変化する気候が北米全体の木の成長率に与える可能性のある影響、つまり時間の経過とともに変化する環境条件に対応して成長がどのように変化するかを最初に明らかにしたものです。

その結果、気候変動によって森林の成長がどのように影響を受けるかを明らかにする、北米大陸全体の詳細な予測マップ。

研究者は、大陸の1900サンプリングサイトで1950から1,457までの期間をカバーするサンプルに基づいて、国際気候変動パネルが開発した北米の気候予測と歴史的なツリーリング記録を組み合わせました。

森林はどのように反応するでしょうか？

「過去の様々な気候の下で、これらの樹木の成長が歴史的にどのように変化したかを見て、それを使って、メキシコからアラスカに至るまで大陸全体でどのように成長するかを予測しました」と、最初の著者であるNoah Charney博士アリゾナ大学の生態学および進化生物学部門に仲間入りしています。

コロラド州アスペンのアスペンセンター環境研究員の一人であるブライアン・エンキスト（Brian Enquist）共生研究員は、「この研究は大きな生物学的データを使用する際には未曾有かつ斬新である。「北米にまたがるツリーリングの観測数は2万回を超えました。ツリーリングは、異なる気候で成長する樹木が気温や降水量の変化にどのように反応するかを記録しています。

この調査結果は、森林が平均気温の上昇、温室効果ガスの排出量の増加、降水パターンの変化にどのように反応するかについての前回の結論に疑問を投げかけている。

チームは、彼らのシミュレーションでの温暖化ガスの吸収プロセス（boreal greening effect）という証拠がないことに驚いた。北方緑化とは、寒冷な気温の上昇が制限されている高緯度の樹木が、気温の上昇と大気中の二酸化炭素濃度の上昇と、結果として気候変動の影響を受けた「緑色」の恩恵を受けなければならないということを指します。これらの繁栄している北方林は、大気中の二酸化炭素をより多く除去することができなければならないので、気候変動を鈍らせています。

「今まで、気候変動の影響を受けて気候変動にどのように反応するかを考慮する良い方法はありませんでした」とツリーリング研究室（LTRR）の助教授、マーガレット・エバンス（Margaret Evans）進化生物学部門。「私たちの研究はその視点を提供しています。私たちは、気候変動の影響を受けて樹木が押し出されるにつれて、その反応が変化することを見ています。

LTRRのヴァレリー・トゥルーエ（Valerie Trouet）准教授は、「過去の多くの気候モデリング研究は、寒冷地の災害から我が国の排出量を相殺して我が国を救うために北方林に数えられていましたが、結果に緑化は見られません。代わりに、我々は褐変を見る。暖かい気温が北方林に与えると思われる肯定的な影響は、まったく見られません。

予測された森林成長率の最も劇的な変化は、北アメリカ大陸の西部西部で発見され、カナダ南西部のロッキーに沿って、カナダとアラスカの内陸部で、75％の低成長が見込まれています。成長の増加は、太平洋岸北西部、ケベック北東部、海洋州、およびフロリダ州の主要な沿岸部にのみみられた。

シミュレーションから生じる予測のいくつかは既に起こっています。

有害なフィードバックループ

「アラスカ州では、例えば、寒冷地の温暖化の影響を受けて暖かい気温に肯定的に反応すると予測されていた樹木が、現在は代わりにネガティブに反応していることがわかります。「非常に高い緯度の樹木は寒い気温によって制限されているので、暖かい年にはそれ以上成長するが、転倒点があり、それを過ぎると暖かい気候が良いものではなく悪いものになる」

暖かい気候はすでに早く2050に達するかもしれないその転換点に向かって、多くの森林を急速に押している、と研究は警告する。生存期間中に経験していない温度に迅速にさらされ、進化的に準備されていない温度にさらされることに加えて、樹木の成長が妨げられているため、樹木はさらにストレスを与えやすくなります。

「ここで重要かつ潜在的に有害なフィードバックループが発生している」とCharney氏は語る。 "寒さや干ばつなどの環境ストレス要因に応じて木の成長率が低下すると、数年はかかる可能性がありますが、時間の経過とともに資源が枯渇し、火災による損傷または大きな干ばつや昆虫の大流行。それゆえ、ゆるやかな成長の年は、森林の弾力性が低下することを意味します。

その結果、森林は気候資産から炭素生産者に非常に迅速に移行することができます。

「サーモスタットが悪くなったようなものです。「森林は二酸化炭素を大気から取り除くことで炭素吸収源として機能しますが、気候が温暖化しているほど、木の成長が遅く、吸う炭素が少ないほど気候は速く変化します。

「結果はまた、我々の分析によって予想される森林成長の減少を緩和するために、地域適応型森林管理戦略の潜在的重要性を強調している」とCharney氏は述べている。

その影響は、潜在的に世界中に適用される可能性がある。彼らのモデルに北米大陸以外からのデータは含まれていませんでしたが、この調査で導き出された結論はユーラシア森林にも適用される可能性が高いと思われます。「ユーラシアの北方林は、北米大陸よりも広範囲かつ重要です。

スイス連邦研究所、ポーランド科学アカデミー、モンタナ州立大学、ブリン・マーワー大学、スイス連邦研究所からの研究者が研究の共著者である。環境研究のためのアスペンセンターとUAカレッジオブサイエンスが資金を提供しました。

情報源：アリゾナ大学