Forest Carbon Sequestration Peaks at Intermediate Elevations: Structural and Climatic Drivers of Aboveground Biomass in Bhutan's Temperate Forests

森林は地球の偉大な炭素貯蔵庫であり、幹や枝、葉の中に、私たちの大気を温める温室効果ガスの膨大な量を蓄えています。数十年にわたり、科学者たちは樹木が二酸化炭素を吸収して閉じ込めることを知ってきましたが、森林が正確にどれだけの炭素を蓄えているかを予測することは、しばしば単純な仮定に頼ってきました。一般的な考え方では、山を登るにつれて、樹木に蓄えられた炭素量は直線に従って着実に増加するか、あるいは着実に減少するというものでした。この線形的な思考は、ある高度の森林を保護すれば、予測可能な量の炭素を保護できるという前提に基づき、私たちの気候変動への計画を形作ってきました。しかし、自然は決して直線ではありません。気温、降水量、土壌が短距離で急速に変化するヒマラヤの険しく起伏の激しい山岳地帯では、標高と森林成長の関係ははるかに複雑です。どの場所に最も多くの炭素が蓄えられているかを誤認することは、森林生態系の最も重要な部分を守ることに失敗することを意味するため、これらのパターンを理解することは極めて重要です。

ブータンの温帯林において、研究チームは、谷底から高い山の峠まで続く長い急勾配の道を歩くことで、これらの仮定を検証しようと試みました。彼らはロベサからドチュラまでの37キロメートルの区間を移動しましたが、このルートは海抜1,400メートルから3,100メートルへと上昇していきます。この旅路の中で、景観は劇的に変化し、温暖で乾燥した松の森から、涼しく霧深い広葉樹林、そして高山帯の低木へと移り変わります。研究者たちはこの経路に沿って60箇所の円形プロット（調査区）を設定し、幹の太さが10センチメートルを超えるすべての樹木を注意深く測定しました。彼らは各樹木の高さ、幹の太さ、そして森林キャノピー（林冠）の密度を記録し、それらの測定値を用いて、生きた木材の総重量、すなわち地上部バイオマスを算出しました。彼らの目的は、蓄えられた炭素量が単純な上昇または下降の傾向に従うのか、それとももっと驚くべきことが起きているのかを確認することでした。

彼らが発見したのは、明確な「丘型」のパターンであり、山の直線的な上昇や下降ではなく、中腹にピークが存在することでした。標高1,400メートルから1,900メートルの低標高地の森林は、1ヘクタールあたり平均約105トンのバイオマスを保持していました。2,600メートルから3,100メートルの最高標高地でも、およそ104トン/haという同様の量を保持していました。しかし、2,000メートルから2,500メートルの中間帯では、森林は著しく豊かであり、平均147トン/haのバイオマスを保持していました。この中標高のピークは小さな変動ではなく、樹木がより大きく、林分がより密集し、炭素蓄積が最大となる、統計的に有意な極大値でした。研究者たちは、この「隆起」した形状が局所的な特異な現象ではなく、世界中の他の山岳森林で見られるパターンであることを確認しました。これは、気温と水分が完璧に一致する特定の高度に、樹木の成長に適した「スイートスポット」が存在することを示唆しています。

また、この研究は、このピークの理由が、山のどの位置にいるかによって変化することも明らかにしました。低標高地では、蓄えられた炭素量は、ほぼ完全に森林の物理的構造、つまり樹木がどれだけあり、幹がどれほど太いかによって決まっていました。ここでは気温のような気候要因はわずかな役割しか果たしていませんでした。しかし、研究者が最も高い標高へと移動するにつれ、その物語は逆転しました。高地では、樹木はもはや「どれだけの数が成長できるか」ではなく、「どれほど暖かいか」によって制限されていました。気温が、樹木が成長できるかどうかを制御する最も重要な単一の要因となったのです。バイオマスがピークに達する中間ゾーンでは、森林はこれら両方の要因が複雑に混ざり合ったものでした。ここでは、樹木は大きく、適度な間隔を持っていましたが、その成功は標高、降水量、および斜面の向きの特定の組み合わせにも依存していました。この独特な条件の重なりこそが、中標高の森林が下の谷や上の頂上よりも優れた成果を出せる理由でした。

これらの知見は、気候保護を計画する際に、すべての森林を同じように扱うことはできないという考えに異を唱えるものです。この研究は、ブータンの山の真ん中にある森林は、単なる風景の一片ではなく、この地域の主要な炭素インフラであることを示唆しています。もし気候変動によって地球の温暖化が進めば、現在この成長のピークを作り出している条件は上方へとシフトし、現在の中標高の森林を置き去りにし、最大炭素蓄積ゾーンを山のより高い場所へと移動させる可能性があります。これは、森林の保護には単なる画一的なアプローチ以上のものが必要であり、高度に特化した戦略を求めるものであることを意味します。最も多くの炭素が特定の帯状の領域に蓄えられていることを認識することで、保護活動の優先順位をより適切に定めることができます。研究の結論として、これらの森林が保持する炭素を真に守るためには、山の真ん中を樹木の最も生産的な場所たらしめている、温度と構造の繊細なバランスを理解し、保護しなければならないということです。