気温上昇により樹木の炭素貯蔵が脅かされる

Tリースは、気候変動との戦いにおいて私たちの最も重要な武器の一つです。 1 本の成熟した生きた木は 1 年間で 48 ポンド以上の炭素を吸収し、分解または燃焼するまで繊維の中に炭素を蓄えます。 現在、樹木と植物は、人間が産業や活動を通じて毎年咳によって大気中に排出される二酸化炭素のおよそ 30 パーセントを吸収しています。

しかし、地球の温暖化が進むにつれて、木の炭素貯蔵能力が脅威にさらされています。 それは、樹木が光合成を通じて二酸化炭素を吸収する一方で、2つのプロセスを通じて二酸化炭素を大気中に放出し、どちらのプロセスも気温の上昇に敏感だからです。 難しいのは、気候や大気の変化に応じてこのバランスがどのように変化するかを正確に計算することです。

現在、新たな研究が行われています 米国科学アカデミーの議事録 彼らは、日平均気温が華氏 68 度を超え、干ばつの状況では、光呼吸と呼ばれるプロセスの 1 つを通じて、樹木が大幅に多くの二酸化炭素を大気中に押し出す可能性があることを発見しました。 現在の気候モデルにはこの重要な詳細が欠けている、とペンシルベニア州立大学の研究主任マックス・ロイド氏は言う。 「これまで我々が明確に言えることはなかった。 それは大きな洞察だと思います」とロイドは言う。

現在のペースで気温が上昇し続ければ、木々は現在の半分の炭素を吸収する可能性がある。

光呼吸は、光合成における厄介な「漏れ」であり、日中の光の中でのみ発生します。 気温が上昇し、水の利用可能性が低下すると増加しますが、大気中の二酸化炭素濃度が上昇すると減少します。 呼吸と呼ばれる別のプロセスにより CO が放出されます₂ 主に夜間に空中に戻ります。

の PNAS この研究により、気候が温暖化するにつれて樹木が大気から炭素を吸収する能力を失うのではないかという懸念が高まっている。 2021 年の論文 科学の進歩たとえば、現在のペースで気温が上昇し続けた場合、2040年までに樹木は人間の炭素排出量のわずか15パーセントしか吸収できない可能性があることを発見しました。これは現在の半分です。 それは、気温が上昇すると、樹木の夜間の炭素呼吸率も上昇し、光合成によって炭素を貯蔵する能力が低下するためです。

の 科学の進歩 250の現場からの20年間のデータを調査したこの研究では、温度の明確な限界も明らかになった。その温度を超えると一種の気候スイッチがオンになり、森林は吸収源ではなく正味炭素源になる。 の 科学の進歩 分析では光呼吸速度の変動は考慮されていませんでした。 PNAS 研究では説明されています。

研究を完了するために、ロイドと彼の同僚は、木の一生にわたる光呼吸の速度を決定できる木材サンプルを分析するための新しい化学的方法を開発しました。 樹木の炭素摂取量と炭素排出量を計算する他のほとんどの方法には、 科学の進歩 作業は森林調査からの外挿に依存していますが、森林調査では短期間のスナップショットしか得られません。 木材サンプルから外挿する新しい方法により、歴史的気候を大規模に分析することが可能になります。

新しい研究のために、ロイド氏はカリフォルニア大学バークレー校の森林産物研究所に保存されている歴史的な木材サンプルの宝庫を掘り起こしました。 この木材は、1930 年代以降に伐採された木から採取されたものです。 場合によっては、彼が分析した木々は、二酸化炭素が排出された 19 世紀に苗木として生命を始めたものでした。₂ レベルは現在の濃度の 65% でした。 次に、研究者らは化石化した木材を研究することを計画している。これにより、遠い過去の気候における光呼吸がどのようなものであったかを知ることができる可能性がある。

ケンブリッジ大学の植物生理学教授ハワード・グリフィス氏は、光呼吸が純炭素収支にどのような影響を与えるかを言うのは時期尚早だと言う。 光呼吸速度を計算する新しい方法は、生きた樹木の組織で実験的に検証する必要がある、と彼は言う。 ロイド氏は、実験による検証が今後の研究において最優先事項であることに同意する。

これは、グリフィス氏や他の植物科学者たちが今後の見通しについて楽観的であるという意味ではなく、「森林炭素隔離に対するより大きな脅威は、干ばつ時の水力障害です」と彼は警告する。 老木の主な死因である水力障害では、木は地面から水を吸い上げて効率的に分配することができなくなり、実質的に渇きで枯れてしまいます。 分解した木は、その生涯の間に隔離していた炭素を大気中に戻します。

「気候の温暖化と乾燥化が世界中の森林に悪影響を及ぼす可能性があることに私は同意します」とリドン・モー氏は付け加えた。 モー氏はチューリッヒ工科大学の森林生態学の専門家であり、 自然 2023 年からの研究では、どの種類の森林が気候変動と戦うための炭素吸収源として最大の可能性を秘めているかを検討しています。 その主な発見は、おそらく直観に反するかもしれないが、森林が完全に伐採された土地に新しい木を植えるのではなく、伐採、火災、干ばつによって破壊された森林が自然に回復して成熟するまで放置した場合に、二酸化炭素吸収源の可能性が最大になるということであった。 。

これは、木々が均一に行動しない複雑な森林群落に属していることを強く思い出させます。 「ソース」と「シンク」という言葉は、この現実を平坦にすることがあります。 モーさんは電子メールで次のように書いています。「結局のところ、自然と気候は相互に関係しています。 私たちは気候のために自然を必要とし、自然のために気候変動対策を必要としています。」

リード画像: Fahroni / Shutterstock

• エレナ・カザミア

  投稿日: 2024 年 3 月 27 日

  エレナ・カザミアはギリシャ出身のサイエンスライターです。 彼女はユニバーシティ・カレッジ・ロンドンで保存学の修士号を取得し、博士号を取得しています。 英国ケンブリッジ大学で植物科学の博士号を取得

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