Land-use legacy and forest origin determine the climate sensitivity and resilience of Scots pine stands
この研究は、ベラルーシ西部のスギナラ（Scots pine）林は概して気候変数に対して同様の反応を示すものの、かつての農地に植栽によって成立した林は、かつての森林地に成立した林と比較して、気候感受性が高く抵抗力が低いが、これらの差異は林が成熟するにつれて減少していくことを明らかにしている。
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森林は単なる静止した背景ではありません。それは、呼吸し、成長し、周囲の天候に反応する生きたシステムです。科学者が樹木が気候にどのように反応するかを研究する際、しばしば樹木の幹の中にある年輪に注目します。それぞれの年輪は1年間の成長を表しており、その幅はその年の状況を物語ります。幅の広い年輪は、水と暖かさに恵まれた良好な季節であったことを示唆し、狭い年輪は干ばつや寒さに見舞われた困難な年であったことを示します。多くの樹木の年輪を測定することで、研究者は森林が数十年にわたってどのようにストレスに対処してきたかというタイムラインを構築することができます。このアプローチは、現在、気候が急速に変化しており、森林が新たな課題に直面しているため、非常に重要です。問いはもはや、樹木がたった1回の悪い年に生き残れるかどうかではなく、森林全体が繰り返される衝撃から立ち直ることができるかどうかという点にあります。どの森林が頑丈で、どの森林が脆弱であるかを理解することは、気温が上昇し、天候パターンがより不安定になる中で、管理者たちが土地をどのようにケアすべきかを判断する助けとなります。
西ベラルーシにおいて、研究チームはある種のスコッツパイン（ヨーロッパアカマツ）の森林が、天候が厳しくなった際に、なぜ他の森林よりも苦戦しているように見えるのかを理解するために調査を行いました。彼らは特定の謎に焦点を当てました。それは、「土地の歴史は重要なのか？」という問いです。科学者たちは、すべてが約80歳前後で、同様の砂質土壌で育っている4つの異なるタイプのパイン（松）林を調査しました。唯一の明確な違いは、それらがどのように始まり、樹木が到着する前にその土地がどのように利用されていたかでした。2つのグループは、常に森林であった土地に自然に再生した森林でした。もう一方の2つのグループは、かつて農地として耕作されていた土地に育った森林でした。これら2つのカテゴリーの中で、あるものは人間によって植えられたものであり、またあるものは自然に再生したものでした。研究者たちは、土壌の記憶――かつてそれが畑であったのか、それとも森林であったのか――が、樹木の気候ストレスへの対処法に永続的な影響を残しているかどうかを確認したいと考えました。
答えを見つけるために、チームは12の森林林分それぞれから60本以上の樹木のコアサンプルを採取しました。彼らはすべての樹木の年輪の幅を測定し、それらを地域の気象記録と比較しました。彼らは、寒い冬、暖かい春、そして乾燥した夏に対して、樹木がどのように反応したかのパターンを調べました。研究の結果、すべての森林は基本的に同じ方法で天候に反応していることが明らかになりました。つまり、6月と7月に雨があり、冬と初春がそれほど寒すぎない時に、より良く成長するという点です。しかし、その反応の強さは、森林の歴史によって劇的に異なっていました。かつての農地で育った樹木、特に人間によって植えられたものは、環境ストレスに対して非常に敏感でした。天候が悪化すると、これらの樹木は、常に森林であった土地の樹木と比較して、成長の著しい低下を示しました。
研究者たちは、夏の深刻な干ばつや初春の凍結温度など、気候が特に厳しかった特定の年を特定しました。これらの「指標となる年（ポインターイヤー）」において、植栽された旧農地の森林は最も大きな被害を受けました。彼らの成長は他のグループよりも大幅に鈍化し、回復にも時間がかかりました。例えば、厳しい年の後、旧農地の植栽された樹木は、通常の成長ペースに戻るまでにしばびに3年を要することが多かったのに対し、他の森林ははるかに速く回復しました。この感受性は一時的な不具合ではなく、持続的な特性でした。データによれば、これらの植栽された旧農地の森林は、樹齢が70歳から80歳になるまで、気候ストレスに対して高い反応性を維持していました。ようやくその時になって、彼らの感受性は、常に森林であった土地の森林と同じレベルまで低下したのです。
この研究は、土壌そのものがこの違いの鍵を握っていることを示唆しています。土地が農業に使用されると、土壌構造が変化し、より硬くなり、水を保持したり、樹木が必要とする複雑な微生物ネットワークを支えたりする能力が失われます。作物がなくなって樹木が植えられた後でも、これらの土壌条件は何十年も残ることがあります。研究者たちは、新しい森林の下の土壌が、古の原生林の土壌の特性を完全に取り戻すには、非常に長い時間――おそらく1世紀ほど――がかかることを発見しました。その状態が完了するまでは、樹木はより脆弱なままなのです。この知見は、単に古い農地に木を植えるだけでは、即座に回復力のある森林を作るには不十分であることを示しています。樹木は生き残るかもしれませんが、その一生の大部分において、脆弱で敏感なままなのです。
この発見が持つ意味は、温暖化が進む世界における森林管理の方法にとって重大です。この研究は、かつての農地に形成された森林は、今後数十年の生存を助けるために、特別なケアと特定の植栽方法を必要とすることを示唆しています。農業の生態学的な遺産はすぐには消去できないため、研究者たちは、自然の歩みに任せることがより良い戦略である可能性を提案しています。もし農家が放棄された畑をそのままにしておけば、自然な遷移が起こり、樹木が自律的に再生します。研究によれば、旧農地に自然に再生した森林ははるかに速く安定し、回復力を持ち、40年から50年以内に古い森林と同等の強さに達することが分かりました。強制的な植林ではなく自然な成長を促すことで、森林管理者は、変化する気候の課題に対処する能力を備えた、より強く多様な生態系を築くことができるのです。
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