乾燥地域の都市における政策主導の炭素吸収力強化：中国の新シルクロード上の重要都市ウルムチの事例研究

なぜこの砂漠の都市が気候にとって重要なのか

乾燥地の都市はしばしば環境問題のホットスポットと見なされます：急速に成長し、水が不足し、脆弱な景観に囲まれているからです。本研究は中国の新シルクロード上にある主要都市ウルムチを対象に、希望に満ちた問いを投げかけます。綿密な計画によって、成長を続けながらもこうした場所を大気中の温室効果ガスである二酸化炭素をより多く取り込む“炭素スポンジ”へと変えられるだろうか？

都市の緑の息遣いを測る

研究者らは正味生態系生産量（net ecosystem productivity）という指標に注目しました。これはある地域で植物が吸収する炭素量と、土壌などから大気へ戻る炭素量の差を表すものです。30メートルの細かい空間解像度での衛星データと気候記録を組み合わせ、2005年から2020年までのウルムチにおけるこのバランスを追跡しました。既存の植物成長モデルと土壌呼吸モデルを組み合わせることで、土地が炭素を吸収する「吸収源」として働いている場所と、炭素を供給する「排出源」として働いている場所を推定しました。この手法により、都市全体を単一の平均値で扱うのではなく、時間・空間にわたる目に見えない炭素の流れを“地図化”できました。

都市が吸い込む場所、吐き出す場所

作成した地図は明確なパターンを示しました。ウルムチの緑の濃い南部郊外や近隣の山岳地帯は強い炭素吸収源として機能し、一部の地点では年間に放出される量を大きく上回る炭素を蓄えていました。対照的に、北側の高度に開発された工業地帯では、土壌や人為活動が植物の吸収を上回るためにわずかな炭素排出源となる斑点が見られました。全体として、市域の90％以上で土地は純吸収源のままであり、総吸収力は15年で約25％増加しました。しかし多くの場所では変化は小さく、市全体の炭素吸収力は劇的に高まったというよりは比較的安定していることが示されました。

土地利用のルールが結果をどう変えたか

重要な転換点は2010年頃に訪れました。『生態赤線』政策が森林、農地、草地などの敏感な土地を保護・回復し始めたのです。時系列の比較と機械学習手法を用いることで、研究チームは気候変動の影響と政策・土地計画の影響を切り分けることができました。これらの規制で対象となった地域では、炭素吸収力が明確に高まっており、応答の大きい領域では平均でほぼ19％の上昇が見られました。一方で市域の大部分では統計的に有意な傾向は見られませんでした。言い換えれば、新たな保護措置や緑化プロジェクトは都市全体を均等に押し上げたわけではないものの、意図的に土地利用を変えた場所に強力な局所的『ホットスポット』を生み出しました。

自然、人、政策の協働

何が最も重要だったかを明らかにするために、著者らは植生の状態、降水量、気温、人口、経済活動、夜間光、土地利用種別など多くの要因をランダムフォレスト型の機械学習モデルに投入しました。明確な勝者は土地利用・被覆の変化でした：表面のどれだけが耕地、森林、草地、水域、建設地、未利用地であるかという点です。この要因は個々の気候指標や経済指標よりも影響が大きく、緑が豊かで連続した植生パッチは一貫して強い炭素吸収と結びつき、一方で都市の夜間照明が強い場所—すなわち開発が密集した場所—は逆の方向に働く傾向がありました。

世界中の乾燥地都市にとっての意味

専門外の読者に向けたメッセージは、重くもあり励みにもなります。乾燥地での急速な成長が自動的に都市の自然な炭素吸収力を失わせるわけではありませんが、進展は偶然には起こりません。ウルムチでは強力な計画ルールと対象を絞った回復が特定の地区を堅牢な炭素吸収源へと変えた一方で、都市化の広がりや気候の温暖化・乾燥化から圧力を受け続ける地域も残りました。本研究は、主要な緑地帯の保護、公園や農地の連続性の改善、脆弱ゾーンからの開発回避といった賢明な土地利用により、乾燥地の都市でも開発を続けながら気候対策の協力者としての役割を強化できることを示しています。

引用: Zhang, W., Baidourela, A., Ma, F. et al. Policy-driven carbon sink enhancement in dryland cities: a case study of Urumqi, a core city on China’s New Silk Road. Sci Rep 16, 11083 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40905-9

キーワード: 都市の炭素吸収源, 乾燥地の都市, 土地利用計画, 生態系回復, リモートセンシング