熱帯林は、植物、動物、微生物が織りなす複雑で動的なネットワークです。
森林の回復には時間がかかり、その結果は予測しにくく、回復の道筋もさまざまです。
長期的な回復速度を評価するため、最近の研究では、異なる時期に放棄された農地に育つ森林の特性を比較しました。
熱帯林の再生は、持続可能な開発の促進、生態系の回復、気候変動の緩和、生物多様性の保護に役立つ、効果的で低コストな自然を活用した戦略です。
熱帯林は、気候変動や野生生物種の減少に立ち向かうための、世界有数の手段です。膨大な量の炭素を蓄え、何千もの動植物のすみかとなり、森を守り続ける先住民族の人々が暮らしています。こうした理由から、世界の100人を超える首脳が、最近グラスゴーで開かれた国連気候変動会議で、2030年までに森林破壊を食い止めると誓約しました。
多くの組織や地域社会が、利用価値の低い土地や放棄地を再生し、費用のかかる植林活動を行うことで、在来林の回復に取り組んでいます。こうした取り組みは、在来の動植物の復帰を促し、かつて森林がもたらしていた生態系の機能や恵みを取り戻すことを目的としています。しかし、多くの場合、森林は人の手をほとんど、あるいはまったく借りずに自然に回復できます。
私たちは森林生態学者であり、二次林を研究する共同研究ネットワークのメンバーです。二次林とは、伐採され、耕作や放牧に使われた土地に自然に再生する森林を指します。科学誌『サイエンス』に新たに掲載された研究で、私たちの研究グループは、南北アメリカと西アフリカの熱帯地域で自然に再生する熱帯林にある2,200か所を超える調査区の知見を活用し、森林回復を捉える新たな手法を切り開きました。
私たちの研究は、熱帯林が驚くほど速く回復することを示しています。放棄地で再生し、土壌の健全性、樹木の特性、生態系機能など、原生林の特徴の多くをわずか10～20年で取り戻すことができます。ただし、効果的な森林再生や計画立案のためには、森林の機能や特性ごとに回復の速さを理解することが重要です。
森林はよみがえる
今日、世界の多くの森林は、火災、洪水、伐採、農地開発のための開墾など、人間活動や自然による攪乱の後に再生したものです。たとえば、ヨーロッパでは森林が回復し、18～19世紀にはヨーロッパで、また20世紀初頭から中頃には米国東部で森林が回復しました。現在、米国北東部は100～200年前より森林面積が広くなっています。
現在、世界の熱帯地域では、かつて農地や牧場だったおよそ300万平方マイル（800万平方キロメートル）の土地で森林が再生しています。科学者と政策立案者は、再生中の森林を保護し、原生林のさらなる破壊や転用を防ぐことが極めて重要だと広く認識しています。
熱帯林は単なる樹木の集まりではありません。植物、動物、微生物が織りなす複雑で動的なネットワークです。森林の回復には時間がかかり、結果は予測しにくく、回復の道筋もさまざまです。回復のパターンは、湿潤な熱帯林と乾燥した熱帯林で異なります。
これまで、この活発な研究分野では、森林の特定の特徴、たとえば種の数や樹木バイオマスが、時間と空間の経過とともにどのように変化するかを調べる研究が中心でした。私たちは、森林の回復を、地域、景観、歴史的な条件によって形づくられる統合的な過程として理解することが重要だと考えています。
熱帯林の回復を多面的に捉える
私たちの研究では、健全な森林に不可欠な12の特性に注目しました。次のようなものがあります。
土壌：有機炭素と窒素をどれほど含み、どの程度圧密されているか。土壌が過度に圧密されると、たとえば放牧牛のひづめで踏み固められた場合、植物の根が入り込みにくく、水も吸収しにくくなるため、浸食につながることがあります。
生態系の機能：森林の再生に伴い、樹木の数や大きさはどう変化するか。根に窒素固定細菌が共生する樹木は、森林の再生にどのような役割を果たすか。再生によって、木材の平均密度や葉の組織の耐久性はどう変わるか。
森林構造：森林の再生に伴い、樹木の最大サイズ、樹木サイズのばらつき、総バイオマス（幹、枝、葉に含まれる地上部の植物体量）はどう変化するか。
樹種の多様性と構成：存在する樹種の数や、種の多様性と個体数のパターンはどう変化し、近隣の原生林にどの程度近づくか。
長期的な回復速度を評価するため、放棄された時期の異なる農地に育つ森林の特性を比較するとともに、再生中の森林と隣接する原生林を比較しました。それぞれの特性がどれほど速く回復するかを推定する新たなモデリング手法を開発しました。
これらの特性の多くは互いに依存しています。たとえば、樹木が速く再生すると、落葉が大量に生じることがあります。それが分解されると、土壌中の有機炭素の量が回復します。森林の特性どうしがどれほど強く関連しているかを比較し、こうしたつながりを分析しました。
私たちが調査した森林は、土地利用の強度が低～中程度の地域にありました。つまり、土壌がやせたり浸食されたりしておらず、在来植生の再生をすぐに支えられる状態でした。たとえばブラジルの大西洋岸森林地域では、10,425平方マイル（270万ヘクタール）の森林が自然に再生しました。一方、土壌が酷使され、近隣に森林が残っていない地域では、熱帯林が回復する可能性ははるかに低くなります。
この図は、熱帯林がかつての農地や牧草地で再生するにつれて、土壌、生態系の機能、森林構造、樹木の生物多様性という4つの特性群がどのように回復するかを示しています。各分類について、20年、40年、80年、120年後の原生林との比較による平均回復率を示しています。黒い四角内の数値は、各期間における森林全体の平均回復率です。
調査した森林の特性はすべて、再生開始から120年以内に回復しました。一部の特性は、再生開始から最初の20年間で原生林の水準の100％まで回復しました。
たとえば、分析した土壌の特性は10年以内に原生林の水準の90％に達し、20年以内には98～100％に達しました。つまり、再生開始から20年後には、森林の土壌に含まれる有機炭素量は原生林の土壌とほぼ同じになり、かさ密度も同程度になっていました。
この急速な回復は、調査地の土壌が森林の再生開始時に深刻な劣化を受けていなかったことを反映しています。生態系機能の特性も速やかに回復し、20年以内に82～100％の回復率に達しました。
樹木の最大直径など、森林構造に関する特性の回復はより緩やかでした。平均すると、再生開始から80年後に原生林の水準の96％に達しました。樹種構成と地上部バイオマスは120年後に回復しました。
樹木の最大サイズ、樹木サイズの全体的なばらつき、森林内の樹種数という3つの特性を特定しました。これらを組み合わせると、森林がどの程度回復しているかを確実に把握できます。これら3つの指標は比較的測定しやすく、管理者は森林再生の進捗を監視するために活用できます。衛星やドローンが収集したデータを用いれば、広い地域にわたり、長期間にわたって樹木のサイズや森林構造を監視できるようになりました。
自然再生の重要性
私たちの研究結果は、熱帯林の再生が、持続可能な開発の促進、生態系の回復、気候変動の緩和、そして生物多様性の保護に役立つ、効果的で低コストな自然を活用した戦略であることを示しています。また、土地が深刻な被害を受けていない地域では、再生した森林が多くの重要な特性を速やかに取り戻すため、森林の回復に必ずしも植林が必要とは限りません。
私たちは、地域の環境条件や住民のニーズに応じて、さまざまな適切な再植林方法を実施できると考えています。可能な場所と時期には自然再生を活用し、必要に応じて植栽による積極的な再生を行うことを推奨します。
