晴れた暑い日に私たちにストレスを与えるものは、どうやら熱帯の木々にもストレスを与えているようです。研究によると、大気汚染によって形成される地上のオゾンが熱帯林の成長を大幅に制限します。この予測によれば、人為的オゾン汚染により、今世紀中に二酸化炭素隔離が 17% 減少する可能性があります。この結果は、熱帯林を大気汚染から守ることの重要性を強調している、と研究者らは述べている。
オゾンは 2 つの酸素原子ではなく 3 つの酸素原子を持っています。その特殊な構成により、オゾンには 2 つの特別な効果があります。高層大気では、過剰な紫外線放射から地球を守ります。そこでガスが失われると生命を脅かすことが知られています。しかし、地上付近ではその逆が起こります。私たちが呼吸する空気中のオゾンは刺激効果があり、人間や他の多くの生物に複雑な損害を引き起こす可能性があります。地上のオゾンレベルの増加は、間接的に人間の大気汚染に起因する可能性があります。O3 は、通常は燃焼プロセスから生じる窒素酸化物と揮発性有機化合物の光化学反応によって生成されます。これは、これらの物質が空気中に存在する場所では、強い光にさらされると大量のオゾンも生成されることを意味します。
熱帯の木々が目に入る
人間や動物に対する有害な影響に加えて、オゾンは植物に重大なダメージを与え、その結果、植物の生産性を制限する可能性があることはすでに知られています。エクセター大学のアレクサンダー・チーズマン率いる研究者らは、オゾン汚染が熱帯樹木にどのような影響を与えるかを初めて具体的に調査した。世界の熱帯林は炭素循環、ひいては気候の発展において重要な役割を果たしているため、この問題は特に重要です。人間が大気中に放出する二酸化炭素の 10 ～ 15 パーセントを吸収すると推定されています。しかし、特に熱帯地域では、ここ数十年、都市化、化石燃料の燃焼、火災により、オゾン前駆体分子による大気汚染が増加しています。
この研究は、世界中のさまざまな熱帯林地域のさまざまな重要な樹種に関する実験調査に基づいています。
テストプラントは、今日の多くの森林地域で一般的に発生するコンテナシステム内のオゾン濃度にさらされました。研究者らが報告しているように、彼らの実験により、オゾン汚染によって熱帯の樹木に起こる典型的な損傷と成長の損失を初めて記録することができました。これにより、「このガスは植物の光合成を妨げ、大気からの二酸化炭素の吸収を阻害する」と共著者であるヨーテボリ大学のヨハン・ウドリング氏は述べている。
その後、研究者らは実験結果を動的な地球規模の植生モデルに統合しました。これには、地域の大気汚染物質の量、気候条件、植生の特徴に関する豊富な情報も含まれています。 「人間の活動によって引き起こされる現在のオゾンレベルが、熱帯林全体の年間純一次生産性、つまり大気からのCO₂の純吸収量の大幅な低下につながっていることがわかりました。一部の地域は特に大きな被害を受けました」とチーズマン氏は言う。
2億9,000万トンの炭素
具体的には、人間が引き起こしたオゾンが、2005 年から 2014 年の間に熱帯林の純一次生産性を平均 5.1 パーセント減少させたことが計算で示されています。ただし、汚染のレベルに応じて、地域的な範囲は中央アフリカの 1.5% 減少からアジアの熱帯林の 10.9% までの範囲でした。 「2000 年以来、オゾンが年間 2 億 9,000 万トンの炭素の吸収を妨げてきたと私たちは推定しています。その結果生じる累積損失は、今世紀の熱帯林による炭素隔離が 17% 減少することを意味します」とチーズマン氏は言います。
今回の研究では、この人為的な有害要因がかなり重要であることが示されました。 「前駆体分子の放出が増加し、温暖化社会では大気化学も悪影響を受けるため、熱帯地域のオゾン濃度は上昇し続けると予想されます」と共著者であるエクセター大学のフロッシー・ブラウン氏は言う。 「これに関連して、現在森林再生が行われている地域が、オゾン汚染の増加によって不相応に影響を受けていることが多いことも判明しました。」
このようなプロジェクトと既存の森林による気候保護効果を強化するためには、さらなる環境保護が現在必要である、と研究者らは述べている。 「ヨーロッパでは、触媒コンバーターによるより優れた排気ガス処理の導入以来、地上のオゾンレベルが低下しています。 「今、技術移転が重要です。アジア、アフリカ、南米でも地上のオゾンを削減するために、燃焼からの有害な排出と戦うためにより多くの資源を投資する必要があります」とウドリング氏は結論づけています。
出典: エクセター大学、ヨーテボリ大学、専門記事: Nature Geoscience、doi: 10.1038/s41561-024-01530-1
