北半球高緯度地域の北方林で発生する山火事による炭素排出量が、新たな研究によると憂慮すべき速度で増加している。
これらの火災では、樹木だけでなく土壌の上層に蓄えられた炭素も放出される。そのため、主に植生を燃焼させる火災と比べて排出量が大幅に増加する。
このままの傾向が続けば、北方林は間もなく、熱帯泥炭地の火災を上回り、バイオマス燃焼による世界の排出量の主要な発生源になる可能性がある。
北半球に広がる広大な北方林は、スカンジナビアからシベリア、アラスカ、カナダにまたがっている。世界の陸地の10分の1を覆っているが、その面積は陸上炭素の3分の1を保有している。その炭素は主に有機物に富む土壌と樹木に蓄えられている。今回、科学誌『サイエンス』に掲載された新たな研究は、北半球高緯度地域の山火事による排出量がすでに憂慮すべき速度で増加しているという、さらなる証拠を示している。
これらの森林では、冷涼な気候と多くの場合水に浸かった地表のため、落ちた樹皮や針葉、その他の枯死した有機物の分解に長い時間を要する。このため、最後の氷期の終わりに氷床が後退して以降、数千年にわたって土壌に炭素が蓄積されてきた。それ以来、これらの生態系は主に雷によって引き起こされた山火事によって形作られてきた。
これらの火災では、樹木と土壌の上層に蓄えられた炭素の一部が大気中に放出される。土壌炭素の放出は極めて重要である。つまり、北方林の火災は、主に植生が燃焼し土壌自体に燃焼するほどの炭素が含まれていない他の生態系で発生する同規模の火災と比べて、10～20倍多くの炭素を放出することになる。
しかし、これらの北方林では、一世紀に一度、場合によってはそれより少ない頻度でしか燃えないことがある。これはほとんどの他の火災が起きやすい生態系と比べてはるかに長い期間であり、火災と火災の間の長い期間に樹木と土壌に蓄積される追加の炭素は、通常、火災による損失を上回る。過去約6,000年間、この炭素の吸収と放出の微妙なバランスは極めて安定しており、北方林は世界にとって重要な炭素吸収源として機能してきた。
しかし、北半球の高緯度地域で特に顕著な地球温暖化が、このバランスを脅かしている。気温の急上昇により、山火事のシーズンが長期化し、山火事の頻度と深刻度が増している。また、火災の間隔が短くなるにつれて、北方林の有機土壌からは、生態系が再吸収できる量を上回る炭素が放出されつつあることを示す証拠が増えている。
衛星は山火事によって放出されるガスを検出できる
そこで注目されるのが、『サイエンス』に掲載された最新の研究である。主に中国を拠点とする研究者らは、山火事の煙の柱を衛星で観測し、一酸化炭素を探した。一酸化炭素は肉眼では見えないが、特定の赤外線波長で検出できる。一酸化炭素自体は温室効果ガスではないが、その量がわかれば、山火事の煙に含まれる二酸化炭素の量も推定できる。
これは、現在の山火事排出モデルで採用されている従来の手法とは対照的である。これらの手法も衛星を利用するが、火災の発生地点や焼失面積を、火災前後の画像を比較することで単純に記録する。そのうえで、通常どの程度の植生が燃焼したか、また燃焼した各種の植生と土壌の単位面積当たりどの程度の炭素が排出されるかについて、さまざまな想定を組み込んでいる。
この新しい一酸化炭素法には独自の不確実性があるものの、山火事による排出量について、独立しておりより直接的な推定値を提供する。また、異なる生態系間における山火事の炭素排出量の違いについて、より詳細な理解をもたらす可能性もある。
劇的な増加
今回の研究では、過去20年間で北方林の火災による排出量が大幅に増加したことが示された。特に2021年は状況が極めて深刻で、世界の植生火災による排出量の過去最高となる23%を占め、通常の年の約2倍以上に達した。
このままの傾向が続けば、北方林は間もなく、世界的な重要性およびその「火災・炭素・気候温暖化」のフィードバックをさらに強める点で、悪名高い熱帯泥炭地の火災（例：2015年のインドネシアの火災）を上回り、バイオマス燃焼による世界の排出量の主要な発生源になる可能性がある。
2021年の山火事シーズンは、北米および北欧・アジアの両方で高温と乾燥が同時に発生したことにより、特に極端なものとなった。このような気象パターンがより頻繁になり、北方林地域での火災が増えれば、これらの森林は「山火事の転換点」に達するおそれがある。北西カナダの北方林で2014年に発生した極端な火災を検討した研究では、一部の地域がすでに炭素吸収源から排出源へと変わりつつあることが示された。今回の研究は北方林バイオーム全体を対象としており、シベリアからカナダに至るこの生態系全体が、この転換点に急速に近づいていることを示唆している。
