黄土高原の人工林で炭素固定速度のピークに到達

なぜ乾燥地の老齢化した森林が重要か

中国の黄土高原は、大規模な植林キャンペーンで知られており、土壌の流出を抑え、大気中の二酸化炭素を取り込む助けとなってきました。しかし、それらの人工林の多くは現在、中高年から成熟期にあり、地域の一部はより乾燥化しています。本研究は気候政策にとって単純だが重要な問いを投げかけます：これらの人工林はいつ最も速く炭素を取り込み、その後水資源が乏しくなる中でどれくらい長くその能力を保てるのか？

現在の人工林の分布

研究者たちは衛星画像、気候記録、ドローン観測を組み合わせ、黄土高原全体の森林を詳細にマッピングしました。その結果、人工林が現在ほぼ森林面積の60％を占め、これらの多くは毎年葉を落とす落葉樹種であることが分かりました。しかし年齢分布は偏っています。人工林面積の70％超が25年以上で、若年・中年の割合は小さいのです。これは、1970年代後半から1980年代に始まった大規模な植林の波が地域の樹冠を形作り、近年は植林が減速していることを反映します。

これらの森林がどれだけ炭素を吸収しているか

研究チームは、植物の成長と土壌から放出される炭素を組み合わせたモデルを用いて、人工林の現在の炭素吸収量を推定しました。景観に沿って強いコントラストが見られました。黄土高原の湿潤な南東部や南中部では純炭素吸収が非常に高いのに対し、乾燥した北西部は寄与がはるかに小さい。落葉性の人工林は一般に常緑林より多くの炭素を取り込み、特に降雨量が多い地域でその差が顕著です。年降水量がおよそ400ミリメートル未満の場所では、炭素吸収は控えめで比較的安定していますが、降水がその水準を超えると炭素獲得は急上昇し、特に落葉樹林で顕著になります。

森林が炭素吸収のピークに達する時期

森林は生涯を通じて一定の速さで炭素を蓄えるわけではありません。立木年齢と純炭素吸収量を追跡したところ、明確な増減のパターンが見えました。若い人工林は成長に伴って急速に炭素を吸収し、やがてピークに達し、さらに老いると平衡化あるいは減少します。黄土高原の最も乾燥した地域では、常緑の人工林が約13年でピークに達し、落葉性林は約18年でピークとなります。湿潤な地域ではピークはより遅く、多くの場合20年以降に現れ、炭素吸収率もより高くなります。平均すると、黄土高原の多くの人工林はおよそ20年で最も活発な炭素吸収期を過ぎるようですが、正確な時期は降雨量や樹種によって左右されます。

新たな対策がない場合の将来像

既に多くの人工林が成熟期を迎えているため、本研究の2060年までの見通しは厳しいものです。現在の管理が続けば、黄土高原の多くの人工林は数年以内に炭素吸収のピークを大きく過ぎてしまうでしょう。モデルは、2060年までにこの地域の人工林が現在と比べ年間吸収力で約4.8テラグラムの相当量を失う可能性があると示唆しています。現在炭素便益の大部分を担っている落葉性人工林は最も急激な減少を示すと予測され、常緑林は減少幅は小さいものの全体として保持する炭素量も少なくなります。

変わる気候に合わせた植林の再考

著者らは、乾燥地帯のような場所で広範に一度だけ植林するだけでは強力な炭素吸収源を長期にわたって維持するには不十分だと結論づけます。長期的な成功は、森林の年齢構造を更新し、樹種を局所の降雨に合わせ、土壌水分への圧力を緩和し、樹種多様性を高めることに依存します。実践的には、老齢化して水を多く消費する人工林を徐々により適応力のある在来種に置き換えることや、すべての森林が一斉に老いることのないよう植え替えの時期を分散させることが考えられます。ここで用いられた、森林年齢、降雨量、炭素吸収を結びつける枠組みは、他の乾燥地域が気候目標を支えるより持続的な造林戦略を設計するのに役立つ可能性があります。

引用: Jia, X., Ge, W., Han, J. et al. Peak carbon sequestration rate reached on the Loess Plateau plantations. Commun Earth Environ 7, 423 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03419-w

キーワード: 黄土高原, 人工林, 炭素固定, 乾燥地の造林, 森林年齢