アマゾンの熱帯雨林は、もはや後戻りできない地点に近づいているかもしれない

2020年、新型コロナウイルス感染症のパンデミックは、アマゾンの森林伐採を除くほぼすべての活動を停滞させました。その年、ブラジルでは1日あたり約15平方マイル（約36平方キロメートル）の植生が失われました。これは毎秒24本の樹木が失われた計算になります。これは主に牧場主や農家が、作物や牛の飼育のために森林を伐採し、その残骸を焼却したことによるものです。焼却によって泥炭（土壌中の濃縮有機物）が発火し、膨大な量の二酸化炭素が大気中に放出されることもあります。アマゾンは、二酸化炭素を吸収する巨大な吸収源から、地球温暖化の原因となる温室効果ガスの排出源へと変貌を遂げつつあり_ます。

「アマゾンは今、緊急事態にあります」と、ブラジル国立宇宙研究所で熱帯雨林を研究するルシアナ・ヴァンニ・ガッティ氏は語る。「森林破壊は年々増加しています。2020年は2019年よりも悪化し、2021年は2020年よりも悪化しました。そして2022年はさらに悪化するでしょう。」

現在、科学者たちはアマゾンが恐ろしい転換点に達するかどうか、そしていつ達するのかを解明しようと競い合っている。転換点とは、地球上で最も広大な熱帯雨林が干上がり、広大なサバンナと化してしまう、いわば後戻りできない地点のことだ。最終的には、かけがえのない生態系と地球規模の気候ダイナミクスにおける主要な役割が失われることになる。

本日、 Nature Climate Change誌に掲載された論文は、急速に近づいているかもしれないこの転換点について、より明確な情報を提供することを目的としています。これまでの研究では、複雑なモデルを用いて森林減少の進行を予測していましたが、今回の新たな研究は、アマゾンの75%が干ばつなどの擾乱に対する耐性が低下していることを示す衛星データに基づいています。

森林の回復力を追跡する方法の一つとして、植生光学的厚さ（VOD）と呼ばれる衛星測定があります。これは樹冠を透過し、木質バイオマスの量を検出します。（他の衛星技術は樹冠のみを観測しますが、VODは樹冠の下に隠れているものをより正確に捉えます。）科学者たちはまた、土地被覆の種類（例えば、森林と農地）の変化を追跡する別のデータセットも調べ、都市部や耕作地が熱帯雨林に侵入した場所を特定することができました。1991年まで遡るデータがあったため、アマゾンの特定の区画が撹乱後にバイオマスを再生させるのにどれくらいの時間がかかったかを観察することができました。この再生こそが回復力なのです。

そして、アマゾンは衰退しつつある。研究者たちは熱帯雨林を仮想のグリッドに分割し、セル内の植生を追跡し、干ばつや近隣の土地開発といったストレス要因との相関関係を調べた。 

研究者たちは、アマゾンの4分の3以上の植生が2000年代初頭以降、回復力を失っていることを発見した。これは、撹乱後の回復速度が遅いことを示している。研究者たちは土地被覆データも保有していたため、降雨量の少ない地域や農地のように人為的な撹乱の影響を受けやすい地域は、より湿潤で汚染されていない土地よりも急速に回復力を失っていることをさらに示すことができた。 

アマゾンは、数週間から数ヶ月にわたって発生する気象現象や、より長期にわたる干ばつといった擾乱からの回復にも、より長い時間がかかっています。「これは、生態系の活動が鈍化していることを示唆しています」と、エクセター大学の気候科学者で、今回の論文の筆頭著者であるクリス・ボルトン氏は述べています。「生態系を本来の良好な状態から乱す短期的な変動からの回復に、より長い時間がかかっているのです。」 

熱帯雨林の土地被覆、つまり森林がある場所とない場所だけを示す衛星画像のような、アマゾンのもっと単純な測定からは、それを知ることはできないだろう。VOD により、ボルトンと彼の同僚はバイオマスをより詳細に分析することができ、アマゾンが極度の干ばつにどのように反応したかをより完全に把握することができた。実際のところ、うまく対応できたわけではなかった。土地が乾燥すると、回復力の喪失が急増するのだ。「アマゾンではつい最近、100 年に 1 度の干ばつが 3 回発生しました」とボルトン氏は言う。同氏は続けて、「チームは 2005 年、2010 年、および 2015 年の干ばつ中に信号の急増を確認しました。これは、アマゾンが回復力のそのような変化を捉えていることを示唆しています。しかし、それは個々の出来事に関係なく、転換点への接近が全体的に増加していることと並行して起こっているのです」と述べている。

もう一つの大きな脅威は伐採であり、これには特定の木を間伐し、他の木を残す伐採も含まれます。しかし、伐採業者が地域を完全に破壊し尽くさなくても、森林を不安定にする可能性があります。「懸念されるのは、比較的監視や追跡が容易な森林破壊に加えて、森林からバイオマスを抽出する、いわゆる森林劣化の大幅な増加が見られることです」と、アマゾンを研究している環境科学者ポンタス・オロフソン氏は述べています。オロフソン氏は今回の研究には関与していません。「つまり、彼らは木々を伐採していますが、土地被覆が変化するほどではありません。つまり、土地被覆は森林のままですが、木々の数は減っているのです。」 

牧場主たちもまた、より微妙な形で景観の衰退に貢献しています。彼らは木々を伐採するかもしれませんが、森の一部はそのまま残されます。その小さな森の中に残された動物たちは、今や不毛の地に囲まれているため、島から出ようとはしません。鳥でさえ、その森から出ようとする危険を冒そうとはしません。同時に、熱帯雨林の端は外気にさらされ、急速に劣化していきます。本来は湿潤な熱帯雨林であるはずなのに、今では端が太陽に焼かれています。時が経つにつれて、熱帯雨林の植生は枯れ、サバンナのような草が内側に忍び寄ってきます。 

これは、道路や電線を建設するためにアマゾンのバイオマスを伐採した際に、より小規模な規模で発生することもあります。伐採された部分の端が乾燥し、土壌の浸透が始まります。「森林伐採地域で起こったことは、伐採地域にとどまるわけではありません」と、カリフォルニア大学アーバイン校の熱帯生態学者パウロ・ブランド氏は言います。ブランド氏はアマゾンを研究していますが、今回の研究には関与していません。

この新たな研究で、アマゾンは人間の活動に直面すると回復力を失うことが明らかになった。ブランド氏自身の研究では、森林破壊が特に深刻なアマゾン南東部の約17%が、こうした乾燥した端から100メートル以内にあることが明らかになった。これは大きな問題だ。なぜなら、アマゾンは非常に繊細な水文学的機械だからだ。樹木は雨を吸収し、光合成によって水蒸気を放出する。実際、アマゾンは自ら雨を生み出すほどの水を保有している。「蒸発散は降水を生み出す水循環において非常に重要です」とガッティ氏は言う。「アマゾンは、アマゾン川が海に放出する量に匹敵する量の水蒸気を大気中に放出することができます。大気中に放出される水蒸気量は膨大です。」 

この余分な大気中の水はすべて、アンデス山脈が湿気を遮るチリを除く南米の他のすべての国に水分を供給している。アマゾンを失えば、大陸は干上がってしまう。これは自己増幅的な危機だ。森林破壊は木々の減少を意味し、それは大気中に放出される水分の減少を意味し、それは雨の減少を意味し、より多くの木々が枯れることを意味する。この蒸発散は森林を冷却する作用もある ― 基本的には森林が汗をかいているのと同じだ ― そのため、蒸発散がなければアマゾンは乾燥するだけでなく、温暖化も招く。「森林を十分に破壊し、気候を十分に変えれば、永続する悪循環が生まれます」とブランドは言う。「アマゾンの一部は限界を超えていると言えるだけの要素があると思います。森林破壊、干ばつ、温暖化、そして動物の損失のほとんどはそこです」。

熱帯雨林の乾燥した殻は燃えやすく、大気中により多くの炭素を放出します。森林が水分を失い続け、サバンナへと移行すると、熱帯雨林よりもはるかに乾燥した、草が生い茂った生態系となり、燃えやすくなります。 

アマゾン全体がいつその転換点に達するのか、科学者たちはまだ予測できません。森林伐採の速度や干ばつの激化など、様々な変数が絡んでいるからです。しかし、熱帯雨林の南東部では、その転換点がどのようなものになるのか、垣間見え始めています。ここでは、森林の断片化と端がより多くの太陽光にさらされるにつれて、多くの水を必要とする巨木が枯れつつあります。生き残る木はサバンナで見られる木に似ており、熱帯雨林の常緑樹とは異なり、乾季には葉を落とすこともあるかもしれません。 

ブランド氏は、アマゾン全体がその転換点に達するとは限らないと指摘する。「回復力が低下したからといって、回復力が全くないわけではありません」と彼は言う。「これらの森林は、特に放置されていれば、非常に高い回復力を持っています」。十分な数の背の高い木々が残り、動物が種子や栄養分を運び、広大な植生群落が繋がったままであれば、「これらすべての要素がシステムの回復力に寄与するのです」と彼は言う。

ガッティ氏は、森林破壊の脅威が軽減する兆しがないため、あまり楽観的ではない。「ブラジルではまさに悪夢のような時代です」とガッティ氏は言う。「悪夢のような時代です。」

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