多様な樹種を混植した伐採後の熱帯林は、単一樹種より回復が速い
(technologynetworks.com)- ボルネオ島で実施された世界最大規模の生態学実験の衛星観測結果によると、伐採された熱帯林に多様な樹種の苗木を混植すると回復が大幅に加速する
- 16種の在来樹種を混植した区画は、4種または1種だけを植えた区画よりも、樹冠面積と総樹木バイオマスの回復が速い
- 単一樹種 בלבדを植えた区画も、自然回復に任せた区画より速く回復した
- 樹種の多様性は、異なる**生態的地位（ニッチ）**を埋めることで、生態系全体の機能と安定性を高める
- 伐採林がパーム油農園に転換されない限り回復は可能であり、自然・気候危機への対応に重要である
研究概要と主要な結果
- ボルネオ島で行われた世界最大規模の生態学実験を衛星で観測し、その結果は学術誌 Science Advances に掲載された
- University of OxfordのProfessor Andy Hectorと同僚らが、SE Asia Rainforest Research Partnership (SEARRP) の一環として20年以上前に実験を設計
- 伐採された熱帯林地域で異なる樹種の組み合わせを植えた125区画の回復を評価
- 16種の在来樹種を混植した区画は、4種または1種を植えた区画より、樹冠面積・総樹木バイオマスの回復が速かった
- 単一樹種を植えた区画でさえ、自然回復区画より速く回復
- Professor Andy Hector "伐採された熱帯林に多様な在来樹種を混植すると、樹冠の回復、生物多様性、炭素隔離のような重要な生態系サービスの復元を同時に達成できる"
多様性が回復力を高める仕組み
- 異なる樹種は、生態系内で異なる位置、すなわちニッチ(niche) を占める
- 各樹種が適応している物理的・環境的条件や、他の生物との相互作用のあり方を含む
- 多様な混合は相互に補完し合い、生態系全体の機能と安定性を高める
- 一部の熱帯樹種は保護化学物質をより多く生産して干ばつへの強い耐性を持ち、周期的な少雨期に森林の回復力を支える
- Professor Hectorは熱帯林の多様性を、分散投資ポートフォリオに似た「保険効果」にたとえた
- 多様な樹木の混合は、より広い範囲の動物の生命を支える
- 例: hornbill（サイチョウ）は、雌が巣を作るための空洞を持つ大きく成熟した木を必要とする
世界最大規模の生態学実験
- 熱帯林は地球の陸地表面の6%にすぎないが、世界で記録された種の約80%（WWF）の生息地であり、主要な炭素吸収源の役割を果たしている
- 木材用伐採とパーム油農園への転換により急速に失われている
- 2004〜2017年の間に4,300万ヘクタールの熱帯林が失われ、モロッコの面積に相当する（WWF）
- これまで、伐採後の熱帯林の復元において、自然回復（土壌内の休眠種子を活用）と積極的な再植林のどちらが最善かは不明だった
- 研究チームは現地パートナーと協力し、ボルネオ島マレーシアSabah州の伐採林500ヘクタールにSabah Biodiversity Experimentを設置
- 125の実験区画に分割し、自然回復に任せるか、1種・4種・16種の樹種を混植
- 16種には複数の絶滅危惧種と、世界で最も背の高い熱帯樹種 Shorea faguetiana（100m以上に成長可能）を含む
- 最初の植栽は2002年で、その後数年にわたり合計約10万本を植栽
測定方法と今後の計画
- 衛星が撮影した航空画像に統計モデルを適用して区画の回復を評価
- 数年以内に、1種区画は4種混植区画より劣り、16種区画が最も優れていることが確認された
- 筆頭著者Ryan Veryard（University of Oxford博士課程在籍時にデータ分析）"伐採林は、oil palm農園のような農業用途に転換されない限り回復可能だ"
- すでに伐採された地域の復元のために、攪乱されていない森林の生物多様性保全が必要であることを強調
- Sabah Biodiversity Experimentチームは、UK Natural Environmental Research Councilの支援により、生存樹木の全数調査のための3年間の新規プロジェクトを開始
- ヘリコプター搭載のlidarセンサーやドローン搭載の小型センサーなど、さまざまなリモートセンシング技術を組み合わせて森林の健全性を総合分析
1件のコメント
Hacker News の意見
兄の修士論文は、EU のさまざまな気候帯に植えられたモデル林を比較する内容だったが、混交林は天候や害虫などに対する回復力の面で、どの気候帯でもはるかに優れていたという。
アルプス出身者としては、特に山岳地帯では、多様な樹木構造が土壌の安定化にどれほど重要かを忘れてはいけない。
気候変動で雨のような極端気象が増えると、地滑りは実際の経済的要因になり得るし、混交林は根の構造がより不均一なため、土壌をよりよく保持してくれる。
だから混交林を植える最もよい時期は20年前で、次によい時期は今だ。
木材の分野に詳しくない人のために付け加えると、混交林が少ない理由は単一林のほうが伐採しやすかったからだが、最新の方法と技術によってこの点も変わりつつある。
広大な面積が枯れ木だけの土地に変わってしまった。
時速110kmほどの風で高地のマツ・トウヒ林が芝刈り機で刈られたように広範囲で倒れ、根こそぎ抜けたのではなく幹だけ残って途中で折れたものも多かった。
その後、寄生性の甲虫が繁殖して個体数が爆発的に増え、主な原因は数十年前に植えられた単一林だと見られている。
これらの森は見た目がよく、強い樹脂の香りがする清浄な山の空気のため呼吸器疾患の治療にも使われていたが、ほぼ20年がたった今でも森はまともに回復しておらず、成長の速い低木に占領されてしまった。
森林・国立公園の管理側と生態学者たちはどうすべきか大いに争ったが、結局は全員が敗者となり、森も敗れた。
地上部の生物多様性の不足が土壌食物網の多様性不足につながり、処理能力が落ちているのであり、こうした土壌はたいていpH が低く、栄養循環もよくない。
多様性は一種のリスク分散だ。
ただ、こうした生態学的な問いへの答えは、たいてい何百万年もの間、自然がやってきた方法こそが実際には最善だ、という方向に向かうように思う。
私たちが知らなかったさまざまな理由があり、手を入れすぎると問題が起きる。
自然のやり方が機能していなかったなら、そもそも存続していなかったはずなので、それがなぜ最適なのか理由を見つける部分こそが、この種の研究の核心に見える。
ボルネオで、ある人が500ヘクタールの区画を伐採した後、125の区画に分け、伐採対象になりやすい樹種を0種・1種・4種・16種植えた。
20年後に衛星写真を見ると、植えた樹種が多いほど土地がより回復したように見えたという。
しかし、なぜ伐採収益の出る樹種だけを植えたのか疑問だ。
リンク先の記事は森林再生の話を多くしているが、なぜ収益性のある樹種に限定したのかという点で、実験全体が疑わしく感じられる。
また、衛星写真が実際の地上の状況を代表しているのかもわからない。
米国西部の多くの伐採地では、伐採に適した木を規則的な格子状に植え直しており、衛星や事情を知らない訪問者の目には森のように見えるかもしれないが、再生した樹木農園は森林のようには機能しない。
密な成長が地表植物を押しのけ、最終的には地域の動物にとって悪い生息地になる。
木材用の木をさらに育てることが目的なら樹木農園はよいが、ここでいう森林再生という主張が正直なもの、あるいは真実なのかはよくわからない。
この研究は、おそらく伐採による即時の被害を減らすことを目的としていた可能性が高い。
私有地の所有者は通常、原生林を作ろうとしているのではなく、利益を得ようとしている。
理想的ではないが、将来また伐採されるとしても、生物多様性が増えるのは良いことだろう。
もっと多くの原生林を望むなら、私有地の所有者に文字どおり伐採しないよう支払う補助金が、はるかに多く必要になる。
生物多様性の面では最高ではないが、16種を混ぜるならすでにかなり良い試みだ。
チェッカーボード効果はかなり印象的で、この戦略はキタマダラフクロウのような動物にとっては災厄となった。
[0] https://www.google.com/maps/@43.4146826,-123.52657,129879m/d...
[1] https://osupress.oregonstate.edu/blog/checkerboard-effect
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Northern_spotted_owl
レッドウッド林の林床はこのように見える: https://www.westwindvistas.com/Redwood%20Forest%20Floor.htm
この結果が熱帯林に限って当てはまるのか、たとえば北米西部の森林にも該当するのかをざっと探してみたが、はっきりした答えは見つからなかった
バージニアの研究[1]では、複数の樹種を植えると、その場所に最も適した樹種が繁茂し、ほかの樹種に影響を及ぼす問題にも耐えられるため有益だとされている
ワシントン州の研究[2]では、一般的な針葉樹数種をペアで植えて試験しており、より伝統的な「木は競争の影響を受ける」という結果が出ていた
内陸山岳西部の研究[3]では、一部の針葉樹はポプラと混ざると利益を得る可能性があるとしていたが、ボルネオの研究ほど決定的ではないように見える
温帯西部の森林について、もっと決定的な研究があれば見てみたい
[1] https://www.si.edu/newsdesk/releases/tree-species-diversity-...
[2] https://cdnsciencepub.com/doi/10.1139/X09-040
[3] https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111...
バルサムモミも挙げられるが、木材品質はあまりよくなく、たいてい自然に再生する
熱帯の再植林については知らないが、カナダで1種だけを植え直すという認識は事実ではない
種子木を残し、伐採区域で直接松ぼっくりを確保しており、非常によく管理され規制も厳しい
再生しない区域は、育つまで植え直す
カナダは毎年6億本、米国は約10億本を植え直している
木は10年前よりはるかに速く育っていて、CO2がその「原因」だ
好きなスキー場のゲレンデ管理を手伝っているが、最近は作業量が信じられないほど増え、歴史的に木がなかった高山帯にまで木が侵入し始めている
パーマカルチャーの世界では、こうした組み合わせをギルドと呼ぶ
植物が日光をめぐって競争せずに各林冠層を埋めるよう林冠層を理解し、窒素固定、動的蓄積、送粉者の誘引、生息場所といった生態機能も考慮して種を選ぶ
温帯林で同じ林冠層をめぐって競争する種をランダムに混ぜると、より大きな競争が生じる可能性がある
高木層、亜高木層、低木層、たとえばベリー類まで混ぜた研究のほうが、より示唆に富みそうだ
菌類は木が必要とする多くのものを提供し、その見返りに自分が必要とするものを受け取り、異なる樹種の木同士にまで資源を交換させる一種の市場を作る
木ごとに強みや利用できる条件が異なり、地下にある巨大な森林ネットワークのおかげで一緒に繁栄できるようだ
また、木はゆっくり堅く成長することを好む
同じ種の古い木が、日陰にいる若い木に養分を与え、大きな木が倒れたときにその場所を占めてより速く成長できるようにする
種間競争があると日光をめぐって争うため、より速く成長することもあり、その年の成長量は大きくなるが木材密度は低くなる可能性がある
ただし木材は体積で売られる
土壌と木、土壌生物相を介した木と木の複雑な関係に関するほかの文献の多くも、彼女の観察に触発されたものだ
彼女は北西部の林業者たちが、皆伐後に植え直す前、すべてを除草剤で覆い尽くすのをやめさせようとしていた
そうすると、予想より常に苦労が増えたからだ
https://www.scmp.com/news/china/science/article/2167048/fore...
中国の森林研究では、複数の樹種を混ぜた森林は、1種だけの地域より炭素を2倍吸収できるとされている
中国、スイス、ドイツの科学者60人以上が現地観察に基づく仮説を検証し、単一林は気候保護の観点で望まれる生態系サービスの半分も達成できないとしている
地球温暖化の緩和効果を十分に得るには樹種が混ざっている必要があり、種が豊かな森林は脅かされている生物多様性の保護にも貢献する
こうした森林は、気候変動でより頻繁に発生する病害や極端気象にも脆弱性が低い
専門家ではないが、単一栽培が弱い森林生態系を作るという観察は、数百年にわたる近代林業の土台の一つだと思っていた
この研究はその当然の帰結のように見えるし、この記事を読む前でもそう仮定していただろうし、ほとんどの人も同じだったと思う
もちろん専門家ではないので見落としている部分があるかもしれないし、ときには常識に証拠を与える研究が必要なこともある
Curiosity Dailyのポッドキャストで、先週関連するテーマを扱っていた
複数の政府レベルで10億本または1兆本の木を植える計画があり、WEFが挙げている数字は1兆本
研究者たちが、必要な樹種の多様性を供給できる地域の苗木園を調べたところ、苗木を供給できるところは半分にも満たず、気候変動に適した苗木はごく少なく、大半は観賞用か気候対策に適さない木だった
“Plans to plant billions of trees threatened by massive undersupply of seedlings.” by Joshua Brown. 2023.
https://www.uvm.edu/news/story/plans-plant-billions-trees-th...
“A lack of ecological diversity in forest nurseries limits the achievement of tree-planting objectives in response to global change.” by Peter W. Clark, et al. 2023.
https://academic.oup.com/bioscience/advance-article-abstract...
“Trees Help Fight Climate Change.” Arbor Day Foundation. N.d.
“Benefits of Planting Trees.” Tree Advisory Board. N.D. https://www.bgky.org/tree/benefits
適した種の苗木を育てること自体が、その取り組みの一部であるべき
16種の在来樹を混ぜて再植林した区画は、4種または1種だけを植えた区画よりも樹冠面積と樹木全体のバイオマスの回復が速かったが、1種だけを再植林した区画でも自然回復に任せた場所よりは速く回復したとのこと
とぼけたふりをしたいわけでも、人間嫌いっぽく言いたいわけでもないが、なぜこの研究が必要だったのか分からない
隠れた新発見があったのだろうか
土の道を歩いていって農家の誰かに聞けば、畑に種をまけば自然に任せるより早く育ち、混作や被覆作物を植えれば収量が良くなる可能性があると言うだろう
特定の樹種についての話かと思ったが、論文はそう言っているようには見えない
驚くことではない
Miyawaki方式は、いくつかの原則を守れば成功することを示している
自然に共存する植物群落を植え、単一林を避け、微小動物や土壌微生物まで含めればなお良い
植栽位置は、植物が広がり再び種を散らす余地を残して半ランダムに決める
樹木の群落は最初の3〜5年間、保護し水やりをする
地域コミュニティが参加し、最初の数年間その樹木群を保護・維持する利害を持つべき
https://www.jstor.org/stable/24577389?mag=the-miyawaki-metho...
植物が好きで、森を歩くたびに種を集め、芽を育てて毎年また植えている
昨年は25本の植樹に成功し、4年間で約100本を植えた
今年の春にはさらに50本植えたい
自然を模倣するのが最高の結果を生むなんて、誰が思っただろう
この議論にはMiyawaki方式が関係していそうだ: https://www.creatingtomorrowsforests.co.uk/blog/the-miyawaki...
生物学をまったく履修したことがなかったので、温帯気候における生態遷移や、互いを補完し得る植物のパラメータといった内容を学ぶ良い入門書だった
著者たちが大規模な復元や持続可能な造園プロジェクトを手がけてきたことが、本から伝わってくる
ドイツの再造林法を読んでみることをおすすめする
ドイツでは1400年頃には伐採できる森が枯渇しつつあり、現在も効力を持つ最古の法律は1442年のシュパイヤー司教領森林令だ
ドイツのすべての森は人工的に作られたもので、そのために多くの要素が機能している
高山地帯と平野の農民が使える水の量を制限する降雨計画があり、農耕平野を定期的に完全に水没させ、その水の「湖」をより低い標高の別の畑へ再分配するWasserwirtがいる
また、どの木を伐り、どの木を植え替えるべきか、枯れ木をどうするかを決めるFoersterもいる
これらすべての変数は慎重に計画され、とりわけ浸水と降雨計画には多くのデータが使われる
興味があれば、arteやNDRにこうしたテーマの良いドキュメンタリーがたくさんある
ルーマニアの汚職と森林マフィアの問題もあり、Ikeaや他の家具メーカーが違法伐採木材を買い続けているため、Brusselsでは何年にもわたって大きな論争になっていた
列車で森を通ると、そばに丸太が積まれ伐採車両があっても、列車からはその森が伐採中だとは分かりにくかった
一方スコットランドでは、森を収穫するとき小麦を収穫するようにやってしまい、切り株だけが残る荒れ地を残す
見た目にもひどく、生態系にも悪いはずで、多くの森が山腹にあるので、今後は地滑りがより頻繁になるのだろうかと思う