米国の干ばつが樹木に影響し、火災リスクを高めている仕組み

Dead palm trees are seen near the beaches of the Salton Sea, as California faces its worst drought since 1977, in Salton City, California, U.S
Over 129 million trees died as a consequence of a severe drought in the last decade in California.Image: REUTERS/Aude Guerrucci
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  • 米国とカリフォルニアでの極端な熱波により、地域の気候に適応してきた在来種であっても、多くの樹木が枯死している。

  • こうした枯死と乾燥した状態は火災リスクを高めるため、消防隊はこれらの地域を注意深く監視している。

  • 干ばつ時には、樹木は維管束による水の輸送(根から葉へ水を送る過程)を行えなくなり、この過程は樹木の生存に不可欠である。

  • 専門家2人は、温室効果ガスの排出を削減する方法を見つける必要があり、そうしなければこの問題は悪化する可能性が高いと記している。

人間と同様に、樹木も暑く乾燥した日に生き延びるために水を必要とし、極端な暑さと乾燥した状況では短期間しか生き延びられない。

干ばつ時や、長期化した干ばつおよび極端な熱波(米国西部で現在起きているもの)の際には、地域の気候に適応してきた在来種の樹木であっても枯れ始めることがある。

アリゾナ州中部および北部では、ここ数か月にわたりこの状況が見られている。長期化した干ばつとそれに伴う水ストレスが、同地域で最大30%ものジュニパー(ネズミサシ類)の枯死の一因となったと米国森林局は述べている。カリフォルニア州では、1億2900万本以上の樹木が過去10年間の深刻な干ばつの結果として枯死し、今後の山火事の燃料となりうる極めて燃えやすい乾燥した木材が残された。

消防隊は現在、枯死または枯死しつつある樹木のあるこれらの地域やその他の地域を注視しており、もう一つの極度に乾燥した年が火災リスクを高めている。

危険な干ばつが増加している。Image: 図表:The Conversation/CC-BY-ND 出典:Drought Monitor

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干ばつ時に樹木には何が起こるのか?

樹木は、維管束による水の輸送と呼ばれる過程を通じて、根から葉へ水を移動させることで生き延びている。

水は、仮道管または道管と呼ばれる、すべてつながった小さな円筒状の導管を通って移動する。干ばつは、樹木が利用できる水の量を減らすことで水の輸送を妨げる。空気中と土壌中の水分が減少すると、植物の維管束系内に気泡が形成され、水の流れを遮る塞栓(エンボリズム)を引き起こすことがある。

乾燥して暑い時期に樹木が利用できる水が少ないほど、これらの導管に塞栓が形成される可能性は高くなる。樹木が葉まで水を届けられなくなると、その樹木は生存できない。

ポンデロサマツの若木の染色された横断面で、水の輸送組織と導管が示されている。Image: Raquel Partelli Feltrin

塞栓への耐性は樹種によって異なる。これが理由で、ピニョンマツのほうが多く枯れたのは、2000年代初頭の干ばつ時の南西部では、ジュニパーに比べて――ジュニパーのほうがはるかに耐性が高い。

干ばつによるストレスは、樹木を弱らせ、樹皮甲虫(キクイムシ類)の被害を受けやすくする。2012年から2015年の干ばつ時にシエラネバダ山脈では、ポンデロサマツの約90%が枯死した、主に西部マツノキクイムシ(western pine beetle)の被害が原因である。

火災による被害と干ばつも、樹木を弱らせる

火災は、火災の起きやすい森林にとって有益であり、森林の密度を管理し健全性を保つ役割を果たすものの、私たちの研究では、干ばつによるストレスを受けた樹木ほど火災で枯れやすいことが示されている。干ばつ時には、樹木は火災に対する断熱や冷却に使える水が少なくなる。また、干ばつ時には炭水化物(樹木の食料)の生産量も減少する可能性があり、それによって樹木は弱くなり、火災被害からの回復がより困難になる。

火災で幹に損傷を受けた樹木も、その後数年間は生き延びにくくなる(その後に干ばつが続いた場合)。火傷の跡のある樹木では、その周囲で導管による水の輸送機能が低下しやすい。維管束組織の外傷性の損傷は、塞栓に対する耐性も低下させる可能性がある。

つまり、焼けた樹木は干ばつで枯れやすく、干ばつ下の樹木は火災で枯れやすい。

荒野地域の焼失は、長期的な問題を多数生じさせる。Image: The Conversation/CC-BY-ND 出典:National Interagency Coordination Center

これは将来の森林にとって何を意味するのか?

西部の森林の樹木は、憂慮すべき速さで過去20年間にわたり、干ばつ、高温、害虫、火災により枯死してきた。温室効果ガスの排出が続き地球が温暖化し水分の喪失が進むにつれ、干ばつの頻度、期間、強度が増大し、米国および世界の大部分で、より広範囲にわたる樹木の枯死が起きる可能性が高いことが研究で示されている。

今後さらに先の森林に対して干ばつと火災の傾向が変化することがもたらす影響は、まだ多少不明確であるが、いくつかの観察結果から示唆が得られるかもしれない。

次のような変化の兆候が見られる。森林から低木地や草地への移行が、米国西部の一部地域で起きている。同じ地域で頻繁に火災が起きると、この移行を強める可能性がある。干ばつや火災のみで一部の樹木が枯れた場合、森林は多くの場合再生するが、大規模な枯死や深刻な火災の後に、火災前または干ばつ前の状態まで回復するのにどれほどの時間がかかるかは不明である。

過去10年間で、米国西部は1,000年以上で最も深刻な干ばつを経験し、南西部およびカリフォルニアを含む。最近の研究では、ロッキー山脈中部の亜高山帯の森林は、現在、少なくとも過去2,000年間と比べてより火災が起きやすくなっていることが分かった。

温室効果ガスの排出に変化がなければ、気温は上昇を続け、深刻な干ばつストレスと火災危険日が結果として増加するだろう。

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