木はどれくらいの炭素を貯蔵できるのでしょうか?木によって能力は異なる

炭素削減に関して言えば、私たちは常に植林を考えています。では、大きな木はどのようにして炭素を固定し、排出量を削減するのに役立つのでしょうか?

種子から大きな木に至るまでのライフサイクルは、種子の発芽、苗の成長、植物の成熟、老化、そして死といったさまざまな成長と発達の段階を経ると考えられます。適切な環境条件下では、種子は根を張り、発芽し、葉を成長させ、完全な根、茎、葉を持つ苗木になります。苗の根は土壌から水分と無機物を吸収し、葉は光合成のために二酸化炭素を吸収し、自身の細胞が継続的に分裂して成長するための有機栄養素を蓄積します。茎は高く太くなり、地上の枝や地下の根が徐々に増え、占める空間も徐々に広がります。生殖器官が成熟し、花を咲かせて実をつけ、種子を作り、深い根と豊かな葉を持つ大木になります。日々、年々成長し、増殖した後、成熟した植物の成長は徐々に弱まり、木は枯れ、最終的には老化して枯れてしまいます。枯れ枝、落ち葉、茎、根の残渣などは微生物によって徐々に分解され、無機物となり、自然界に戻って他の植物に再利用されます。これは物質循環のプロセスです。地球上にはこのような物質循環が無数に存在し、それらが生物圏全体の物質循環に収束しています。

ここでは、種子から大きな木まで、炭素の吸収と固定のプロセスが行われます。光合成により、苗木は光エネルギーを利用して空気から吸収した二酸化炭素と土壌から得た水を結合し、糖に変換して酸素を放出します。これらの糖は植物全体に運ばれ、糖に含まれる炭素は根から芽まで木全体に蓄えられます。木の枯れた枝や葉に含まれる炭素は分解され、土壌に戻って蓄えられます。樹木や土壌の固定炭素が増加し、植物が強くなり、土壌が肥沃になり、良好な生育環境が形成されます。大きな木が枯れて種子になるまで、それは炭素を放出するプロセスでもあります。植物は自然界では生産者です。草食動物と肉食動物は食物連鎖を通じて、植物に蓄えられた炭素を吸収し、それを自身の体内に変換します。植物や動物の呼吸、および微生物による植物や動物の残渣の分解により、固定炭素が CO2 の形で大気中に放出されます。完全に分解されなかった有機残留物は地中に埋もれたり、海底に堆積したりして、石炭、石油、天然ガスに変換されます。人間はこれらの燃料を採掘し、それを燃やすと大気中に二酸化炭素も排出します。一本の木のライフサイクルは、生物圏における炭素循環プロセスであることがわかります。自然条件下では、この炭素循環は一般に比較的安定した平衡状態にあります。

マングローブ、写真はTuchong.comより

興味深いことに、樹木のライフサイクルは人間によって積極的に制御することができます。通常、樹木の寿命は数十年から数百年程度ですが、適切な条件下では、数千年、あるいはそれ以上も生育できる樹木もあります。例えば、北京市門頭溝の街台寺には、樹齢千年の五葉松、槐松、槐槐、イチョウの木が数多くあります。私の国には現在、数多くの古くて有名な樹木が様々な場所で健やかに育っています。人々はまた、合理的な計画、植林、育成、伐採、管理などの措置を通じて、森林と緑地の質を効果的に向上させ、複雑で混交的で多世代の原生的な美しく安定した生態系を形成し、持続可能な炭素固定の目標を達成することができます。科学的な緑化を通じて、緑地面積を継続的に拡大し、構造レベルを豊かにし、緑地の量を増やし、炭素固定効率を高めます。また、伐採した木材を有効活用して家具や玩具、紙などの製品を生産したり、剪定や手入れをした枝葉や伐採・加工後の残渣を使って有機肥料やバイオマス燃料を生産したり、木材や竹製品を使って鉄鋼やセメント、プラスチックなどの排出量の多い材料を代替したり、さまざまな林産物を使って日常生活を便利にしたりと、森林の炭素隔離、炭素増加、炭素保全、炭素削減のメリットを実現するために、さまざまな対策を講じることができます。

上記の紹介から、木や森林が炭素を固定し、排出量を削減するのに役立つことがわかります。では、一本の木はどれくらいの量の二酸化炭素を固定できるのでしょうか?研究により、樹木の炭素隔離能力は遺伝的要因と生育環境条件に密接に関係していることが判明しています。樹木の種類によって炭素固定能力は異なります。例えば、北京では、胸径20cmのキバナミズキ、マツ、シラカバ、ニセアカシア、ハイマツが貯蔵するCO2の量は、それぞれ170.2、191.9、242.3、419.4、447.2kgです。同じ樹種でも、地域や樹齢、生育環境条件によって炭素吸収・固定能力は異なります。例えば、北京のキバナヒラタケと上海のキバナヒラタケ、若いクララタケと成熟したクララタケ、山林のポプラと都市の緑地のポプラでは、成長率や炭素固定効率がそれぞれ異なります。一般的に言えば、木の成長が速いほど、または木部の密度が高いほど、同じ年数で吸収して固定する炭素の量が多くなります。

私の国は、世界で最も早く森林植生の回復が進んでいる国です。過去40年間の大規模な植林と森林保護は、生態環境を効果的に改善しただけでなく、大気中の大量のCO2を吸収・固定し、地球規模の気候ガバナンスに多大な貢献をしました。 2020年、我が国の森林地、散在林や周縁部の樹木、草原、湿地、木本林産物を含む森林・草原システムの総炭素貯蔵容量は885億8600万トンと推定され、ロシアに次いで世界第2位となっている。地球の陸上生態系は、毎年人間の活動によって排出される二酸化炭素の約 30% を吸収し、固定することができます。植林と森林保護は現在、最も包括的かつ有益なカーボンニュートラルの実践です。

この記事は、科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けた作品です。

著者: 何貴美

査読者: 沈貴 (中国林業学会研究員)

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司