森林被覆と降雨の間の永続的な関連:科学と政策の議論に関する歴史的視点

供給側思考の歴史

人間は植生を変えることによって気候や気象の変化を誘発できるという信念は歴史を通して現れている(Hulme2017)。 古代ギリシャでは、テオフラストゥス(紀元前371年-287年)は、ギリシャが湿地の排水と農業の延長による気候変動を経験したと主張した(Glacken1976)。 植生と気候の間のリンクは、異なる時期に世界中の他の場所で出現しました。 1850年代から1880年代にかけて、西洋世界の科学者、政治家、一般の人々が森林が地域の気候と降雨に影響を与えると提唱した(Grove1995;Barton2002;Davis2007;2016;Beattie2011;Cushman2011)。 この時代、グローバル化と植民地主義による自然の破壊は、地球温暖化と熱帯の森林破壊に対する私たち自身の恐怖に似たかなりの不安を作り出しました(Beattie2011)。 気候を安定させるために森林を保護する必要があるという信念は、最初の地球環境運動の台頭に影響を与え(Barton2002)、世界中の保護された生産的な森林

森林と降雨のつながりに関する思考の切れ目のない進化は、1400年代後半から現在までさかのぼることができます。 森林が降雨に強く影響するという考えは、科学革命とヨーロッパの探検と世界の拡大に対応して近世(1450年-1750年)に現れた(Grove1995)。 ジェノヴァ-スペインの探検家クリストファー-コロンブス(1451年-1506年)は、アメリカの熱帯地方での激しい昼の雨は、リサイクルされた高い含水率を持っていた密な熱帯林の葉によって誘発されたと推論した。 彼はまた、熱帯地方での森林伐採が降雨量の減少につながったと主張した。 グローヴは、コロンブスのアイデアは、ヨーロッパの植民地時代のカナリア諸島、マデイラ諸島、アゾレス諸島の森林破壊が全体的な降雨量の減少を引き起こしたという広く信じられていた信念を反映していると主張している。 1600年代と1700年代の博物学者は、セントヘレナ島とモーリシャス島とカリブ海の森林伐採が同様の降雨量の減少をもたらしたと同様に主張した。 創発的な考え方にもかかわらず、19世紀の第1四半期以前の森林被覆と降雨の議論については、自然主義者のコンセンサスはなかった。 多くの人が森林伐採が降雨量の減少につながったと警告したが、ジョルジュ=ルイ-ルクレール(1707年-1788年)やトーマス-ジェファーソン(1743年-1826年)のような他のコメンテーターは、森林伐採が気温を緩和することによって気候に積極的な貢献をしていると見ていた。

森林破壊による気候変動に関するより科学的かつ現代的な理論は、裕福なプロイセンの博物学者であるAlexander von Humboldt(1769-1859)にさかのぼることができます。 フンボルトは1799年から1804年までアメリカ大陸を広範囲に旅したとき、森林被覆と降雨との関係を観察した(Cushman2011)。 彼は、現代のベネズエラに位置するバレンシア湖の水位の低下は、入植者が原生林から農業プランテーションを作ったときに起こったと主張した。 フンボルトの考えは、少なくとも1400年代後半にさかのぼる既存の思考ラインに収まるため、人気を博しました。ラテンアメリカでの彼の詳細な観察は、後の出来事によって証明されたように見え、その後、後援の広範なネットワークを介して伝播されたため、彼は科学的信頼性を持っていました。 著名な例として、フンボルトはジャン=バティスト-ブッシンゴー(1801年-1887年)にバレンシア湖を再訪し、湖が上昇したか下降したかを確認するよう奨励した。 到着時に、ブッシンゴーは、プランテーションを破壊した革命の間に奴隷蜂起によって引き起こされた広範な二次成長林を発見しました。 森林が成長したときに水位が上昇したように見えることは、当時の多くの人々の心の中でフンボルトのアイデアを確認しましたが、現在では一般的に湖の水位が降雨の経年変化のために変動していたことが認識されています。

森林と降雨の関係は、1864年に、尊敬されるアメリカの元上院議員であり、文筆家であったジョージ・パーキンス・マーシュ(1801-1882)が、森林と降雨と気候の関係に関す Marsh’s Man and Nature:Or,Physical Geography as Modified by Human Action(Marsh1864)は、19世紀後半の森林と気候に対する態度を形作る上で最も影響力のある本でした。 歴史の中で人間が森林破壊のために地域の気候を変えたという信念は、彼の本の中心的なものでした。 彼の伝記作家ローエンタールは、この本は、”人々が地球との関係を考えた方法で革命を迎えた”(ローエンタール2000)と指摘している。

マーシュは、”この問題を研究してきた林業者や物理学者の大多数は、すべての場合ではないにしても、多くの場合、森の破壊に続いて年間の雨と露の量が減少しているという意見である”と書いている(マーシュ1864)。 「蒸散によって運ばれた蒸気は、大気からの葉によって吸収された水の量を大きく上回り、もしあれば根によって地面に戻される量である」(Marsh1864)。 木は熱を吸収し、”冷凍”を生産することによって地元の温度に影響を与え、したがって地元の気候を冷却します。 森林土壌はまた、森林以外の土壌よりも多くの水分を吸収し、集水域のためのより多くの水を作り、木がこの水分を大気に戻すことを可能にします。

マーシュは多くの未知数を認めた。 高度に局在化した地域(天蓋の下など)を超えた森林と気候の間のリンクを決定的に測定することは、とらえどころのないことが証明されました。 マーシュは、「気候変動、温度の上昇または低下、湿度の増加または減少において、これらの要素のいずれかの値を測定することはできない」と認めた。 蒸散が局所的に落ちたのか、遠くの風によって運ばれたのかは不明であった(Marsh1864)。 彼は森林が地球規模で気候に影響を与えているとは考えていませんでした: 「森林が降水量の総量、または地球の大気温度の一般的な平均に賢明に影響を与える可能性はないようです」(Marsh1864)。 これらの不確実性があっても、彼はまだ予防原則に基づいて森林保全を正当化しました:”それゆえ、人間は気候の不和のこれらの自然の調和者を破壊したとき、彼は重要な保守的な力を犠牲にした”(マーシュ1864)。

マーシュの見解は、当時の森林に関する政府や公共の見解に大きな影響を与えた専門家グループである森林管理者の間のコンセンサスを反映してい 彼らはヨーロッパの植民地で林業の任命の最初の波を取るために移動したときに森林伐採誘発気候変動の懸念を世界中で彼らともたらした(Barton2002;Davis2007;Beattie2011)。 森林管理者は、木材収集や保存などの特定の複数の用途を許可する政策枠組みを通じて、専門の森林管理者が管理する森林保護区に共通の土地の大 森林管理者は、森林全体のカバーが同じままになるか、サイズが大きくなるように、森林管理者が成長するよりも森林からこれ以上を取らないことを目的としていたため、収穫が気候保全とは正反対であるとは見ていなかった。

森林が降雨と気候に影響を与えるという考えは、新聞、人気のある書籍、議会でかなりの人気のある議論の対象となりました。 古典の専門家は、聖書と古代の例は、中東が現在よりも過去に多くの森林と雨を持っていたことを示したと指摘しました(Barton2002;Davis2007、2016)。 科学的な識字能力がほとんどないエリートには、古典は説得力のある証拠を提供しました。 例えば、森林が気候に影響を与えるかどうかの問題を議論したオーストラリアの新聞記事の77%は、森林が気候と雨に影響を与えると見ていました(Legg2014)。

森林被覆と水収量との関連は、1870年代と1880年代にピークの人気に達したが、科学的および一般的な批判に苦しみ、1900年代以降は世界的に衰退した。 これらの批判については、次のセクションで説明します。 森林と降雨のつながりは、多くの旧植民地の森林管理者や森林保護の支持者の間で人気があり続けました。 人気のある林業の著者であり、Men of The Treesの創設者であるst.Richard Barbe Bakerは、1940年代から1980年代にかけてこのアイデアを精力的に推進しました(Baker1944、1970)。 環境運動家は、木材の過度の収穫に反対するためにこの議論を使用していることがあります。 1990年代、インドのチプコ運動の指導者たちは、森林破壊が降雨量の減少につながったと主張した(Hamilton1992)。

森林被覆水収量に対する科学的かつ一般的な批判

森林が雨を生み出したという考えは、ピーク時にも批判を受けた。 マーシュは、”残念ながら、証拠は傾向において矛盾しており、時には解釈においてあいまいである”(マーシュ1864)と指摘した。 影響力のあるアメリカの気象学者、一般的なA.W. Greely(1844-1935)は、彼自身が気候に対する森林の影響を信じていたが、彼の影響力のある1888年の著書American Weatherで同様の懸念を表明した:「雨の落下に対する植生と森林の影響の問題は厄介なものであり、その性格からは肯定的な証拠や反証の影響を受けにくい」(Legg2014)。

気候学とより高度な気象学研究の出現は、植生が気候に影響を与えたという考えを着実に損なうことになった。 1883年に出版されたJulius von Hann(1839-1921)のseminal Handbook of Climatology(Handbuch der Klimatologie)による気候学の分野の出現は、気候システムにおける森林の重要性を軽視しながら、気候の物理的および全 ハンは、方法論的根拠に基づいて、気候測定、特に雨の温度変化または増加/減少を示すものの妥当性に疑問を呈した。 降雨量の変化は、森林の変化によって引き起こされるのではなく、経年変化としてよりよく説明することができます。 この視点は、20世紀の大部分の主流の気候学的および計量的位置に影響を与えた。

何人かの森林従事者の行動は、森林が気候学や気象学における新しい考え方に対して気候に影響を与えるという考えを職業が維持するのを助 北アフリカ、インド、南アフリカ、オーストラリアの植民地時代の林業者は、1860年代から1880年代にかけて、砂漠を押し戻して雨を増やすための広範な植林キャンペーンに着手した(Davis2007;Beattie2011;Bennett and Kruger2015)。 樹木が気候を改善できるという考えは、南オーストラリア州の乾燥した内陸部や南アフリカのカルーなどの地域でヨーロッパの入植と植民地化に拍車を 南オーストラリア州の内陸部で農業と木材プランテーションを開発しようとする試みは、一時的な降雨量の増加のために1860年代と1870年代に短期間成功したが、この期間は降雨が歴史的な規範に戻り、急落したときに突然閉鎖された(Meinig1988)。 水がなければ、ほとんどの輸入された樹種は成長せず、気候を変えることはおろか、明らかになりました。 アルジェリアからオーストラリアまで、林業部門は砂漠や乾燥した土地を改善するための努力を書き留め、生産性の高い地域に注意を向けました。

1890年代の林業者は、森林と降雨の関係に基づいて政策を正当化することをやめ始めました。 ビーティーは、米国、オーストラリア、ニュージーランドの森林管理者は、ますます信用されている森林と降雨のつながりが政策と世論の指導者としての地位を脅かしているため、政策の焦点を木の水文学的重要性に切り替えたと主張している(Beattie2011)。 林業者は、まだ広く一般に保持され、実験的にテストすることができるビューに向かってシフトすることにより、林業の制御を維持しました。 木や森林が水文サイクルにおいて積極的な役割を果たしたという見解は、20世紀初頭の米国、インド、南アフリカなどの国で森林政策を支配しました。

森林-水文学的リンクは、批判の高まりを受けていた。 森林と気候について書かれた最初のテキストブックであるForest Influenceは、森林管理者は「森林の影響、流域管理、保護が意味するものについてのぼんやりとした概念」(Kittredge1948)を持っていたと指摘した。 フランスの技術者は、1840年代以来、森林の水文学的および気候学的影響について林業者によってなされた主張に疑問を呈していた(Andréassian2004)。 エンジニアは、矛盾した証拠と実験的または観察的結果の欠如を指摘した。 彼らは、森林管理者は、水を節約したり供給を増やすために集水域で森林を保護することを正当化するための適切なデータが欠けていると主張した。 これらの主張を調べるために適切な実験が設計されるまでには、ほぼ百年かかりました。

南アフリカでは、森林とその水供給と降雨への影響に関する議論により、政府は1935年にステレンボッシュ市近くのJonkershoek ValleyのEerste川に水文学研究ステーションを設 (Bennett and Kruger2013,2015;Kruger and Bennett2013). 監督のクリスティアン・ウィヒト(Christiaan Wicht,1908-1978)は、対になった集水域実験を設計した。 アメリカコロラド州のWagon Wheel Gapにおける唯一の以前のペアの集水域は、亜高山の森林に焦点を当てていた(Saberwal1998)。 このサイトからの知見は、熱帯、亜熱帯または温帯外の条件に適用されることは見られなかった。 1949年、Wichtは報告書Forestry and Water Supplies in South Africa(Wicht1949)に彼の最初の調査結果を書き上げました。 ウィクトは、集水域での水の損失は樹木からの蒸散によって発生したと主張した。 これらの発見は、米国ジョージア州のコウェタでの研究(いくつかは共同で行われた)とともに、多くの森林管理者と水文学者が森林の水文的影響に関す 森林は集水域内の有限の水の利用者であるという考えは、世界の多くの乾燥した温暖な地域、特に断続的な降雨、深刻な低季節の流れまたは水不足を経験する地域の森林政策を知らせている。

1960年代と1970年代の水文研究者は、森林が降雨に影響を与えないと結論づけた。 H.C. 当時世界的に有名な水文学者の一人であったペイレラは、1973年の著書”温帯および気候地域の水に関する”で、”降雨の発生に対する森林の影響についての対応する証拠はない”(Hamilton1992から引用)と書いている。 海洋の水分を捕獲したアマゾンと山の「雲の森」は、おそらくこれらの規則の2つの例外でした。

いくつかの森林気候研究は20世紀半ばまで継続されたが、山、谷、林冠などの気候における「地方特有」に焦点を当てたより限られた形で発生した(Geiger1951)。 ルドルフ-ガイガー(1894年-1981年)は、1950年にドイツ語から英語に翻訳された地上付近の気候に関するドイツにおける先駆的な研究は、国際的な研究の重要な分野として微気候学の分野を確立した。 ガイガーの研究は、他の影響の中でも、キャノピーの覆い、種の組成、雨の遮断および露の形成によって決定される明確な微気候を指摘した(Geiger1950)。 大規模な森林に関する研究は、確立された天蓋と森林生態系が水収支にプラスの影響を与える可能性があることを示唆した(Biel1961)。 山林は水と雨を発生させるという見解は、人気のあるキャンペーンや執筆で再発しました。 Viviroli et al. (2007)は、山を”人類のための水の塔”と呼ぶことによって、これをメタファーに拡張しました。

植生が降雨と気候に影響を与えるという考えは、水文学と林業の国際的な傾向が植生が地域の降雨と気候に及ぼす影響を軽視しているにもかかわ 砂漠化と乾燥に対する懸念は、1930年代にインドとアフリカで顕著になりました(Saberwal1998;Beinart2003)。 植民地当局者は、土壌の露出と植生の破壊を、社会的、生態学的および気候的問題の重要な原因と見なした。 これらの科学者たちは、国連教育科学文化機関(ユネスコ)、国連食糧農業機関(FAO)、世界銀行、その他の海外開発プログラム(Hodge2010;Barton2010;Davis2016)などの国際開発機関

1968年から1974年までの半年間の干ばつによるサヘルの壊滅的な飢饉のため、1970年代初頭に乾燥と砂漠化に関する懸念が国際的に注目された。 多くの専門家は、飢饉は過放牧、人口過剰、植生の露出による人為的な砂漠化に起因していると考えています(Davis2016)。 MITの気候研究者Jule Charney(1917-1981)は、サヘルの砂漠化に注意を向けました。 彼の研究は、表面からの光の反射率であるアルベドに焦点を当てた。 アルベドは森林で最も低く、太陽光の80%まで吸収し、表面温度を温暖化させ、砂漠や積雪で最も高く、保持された太陽放射の欠如のために冷却される光の80%を上方に反射する。 チャーニーは、放牧と人間の活動による植生の露出はアルベドを増加させ、放射エネルギーの損失を介して冷却につながり、エネルギーの減少は最終的にハドレー循環を弱め、サヘルに雨をもたらしたと主張した(Charney1975;Charney et al. 1977). 砂漠化の概念全体—その人間の原因からその生態学的および気候学的影響まで-は、形式化された森林と水文学的なつながりのように、争われているが、

リバイバル

1970年代半ばから後半にかけて、人為的な気候変動と森林破壊に対する懸念の高まり、気候モデリングの進歩、砂漠化とアルベドへの継続的な関心によって、森林-気候の影響への関心の復活があった。 1970年代後半から1980年代半ばにかけての気候モデリングの急速な発展は、特に湿った熱帯地方における森林、降雨、温度の関係への関心を新たにした。 1979年、第一回世界気候会議は、気候のシェイパーとしての森林の重要性を強調したが、参加者は、森林が気候にどのように影響するかについてのデータが不足していることに留意した(Edwards2013)。 初期の気候モデルは、多くの可能性を提起しました。 モデルは、熱帯林の除去が、表面アルベドを増加させ、地球を潜在的に冷却するか、CO2を大気中に増加させ、温室効果を介して温暖化させることによっ

当初、研究者らは、熱帯の森林破壊が地域的および世界的な冷却につながり、それに対応する降雨量の減少につながると理論化した。 1975年の主要な論文では、森林破壊によって引き起こされるアルベドの増加は、表面温度を低下させ、蒸発と降雨を減少させ、ハドリー循環を弱め、中部と上部の熱帯対流圏を冷却すると結論づけられた(Potter et al. 1975). カール-セーガン他 1979年には、アルベドは森林破壊や火災などの人間の影響によって引き起こされ、時間の経過とともに地球を潜在的に冷却していた砂漠化を引き起こしたと科学で主張した。 Saganは、”過去数千年の間に、主に砂漠化のために地球の温度が約1K低下していた可能性があり、現在の気候を数千年前の気候の最適よりも約1-2Kクーラーにする自然の過程を著しく増加させた可能性がある”と指摘した(Sagan et al. 1979). サガンは、アマゾンで想像された気候の最適な森林伐採を達成するためには、”地球の温室効果暖房との相殺として望ましいかもしれない”と示唆したが、”世界的に重要である可能性のある問題については、一方的に進める前にその意味をある程度詳細に研究することが賢明であると思われる”と指摘した(Sagan et al. 1979). Saganの見解は即座に挑戦された(Potter et al. 1981).

アマゾンでの森林破壊が地球規模の気候の最適化をもたらすという考えは、熱帯の森林破壊がより暖かい気温と雨の減少につながる可能性が示唆された証拠と新しい思考によって削除された。 気候モデルと1980年代の初期の実験では、表面アルベドの増加による冷却は、蒸発速度が低いために冷却の減少によって相殺されることが示唆された(Henderson-Sellers and Gornitz1984;Dickinson and Henderson-Sellers1988)。 1980年代後半、ブラジルの中央アマゾン熱帯雨林における最も初期の詳細な微気象学的測定は、蒸発の損失による冷却の低下による温度の純上昇を示 この視点は確認されており、気候変動の分野で働く研究者によって広く認識されている(Bonan2008;van der Ent et al. 2010).

アルベドは気候研究者にとって関心のあるプロセスであり続けているが、気候モデルにおけるアルベドの全体的な重要性は、他の温暖化源の測定 アルベドは、人間によって引き起こされた風景の顕著な変化を示した衛星画像のために1970年代に著名になった(Nicolson2011)。 アルベドに関する研究の結果は、緯度、積雪、森林の全体的な炭素貯蔵および森林による蒸発などの要因のために幾分矛盾している。 最新の研究は、森林破壊によって誘発されるアルベドは、緯度と景観に応じて反対の結果をもたらすことを示唆している。 熱帯の森林伐採は、森林から放出される炭素の増加、蒸発冷却の減少、雲アルベドの低下のために正味の温暖化を引き起こすと見られている。 草原から森林への転換はまた、アルベドを減少させ、温暖化を引き起こす可能性がある(Bond2016)。 より高い北の緯度では、森林破壊は、より多くの積雪を伴うアルベドの増加による冷却を生成し、炭素排出量の温暖化効果を相殺すると考えられている(Bonan2008;Jiao et al. 2017).

気候への関心の高まり、特に温室効果ガスが地球の気温を上昇させる可能性があるという考えは、いくつかの分野の研究者に、森林破壊、森林保護、造 1979では、Jule Charney(砂漠化とアルベドに関する主要な研究を発表した同じCharney)が率いるNational Research Councilチームは、CO2を2倍にすると、地球の気温が2°から3.5°Cに上昇する可能性が高く、誤差は1.5°であると最初に予測しました。 1980年代と1990年代のモデリングと測定の進歩により、研究者は多様な森林動態(炭素吸収、炭素排出、オゾン排出、アルベド、雨への影響など)を理解し、これらのプロセ

科学者たちは、熱帯の森林破壊による樹木の損失が温室効果ガスを増加させるという警告を発し始めた。 以前の森林と気候の理論は、気候に対する森林の世界的な重要性を否定する傾向があった(Marsh1864)が、地球規模の気候モデリングの進歩は、研究者が森林が 気候と植生のモデリング、予測、データの生成と共有の進歩は、環境予測、特に地球温暖化に関連する予測に大きな力を与えています。 地球温暖化が「実用的な危機」になったとき(Edwards2013:361)、それは森林と降雨のつながりの再入国のための扉を開けました。

1990年代には、Co2排出量に対する国際的な懸念から、森林が再びグローバルな政策議論の中心となった。 1992年、京都議定書は、熱帯林を森林破壊から保護することは、大気中へのCO2の放出を遅らせ、予測される気候温暖化を軽減するのに役立つという考えを推進しました(Hulme2017)。 2008年、国連の三つの組織(FAO、UNDP、UNEP)は、森林からの炭素排出量を減少させ、空中の炭素ストックを隔離するために森林損失を停止するために、森林破壊と森林劣化からの排出量を削減するプログラム(REDD)を設立した。 森林の炭素貯蔵量を測定するためにかなりの量の作業が行われている。 森林は現在、森林破壊と農業と人間のインフラの確立のために、年間炭素排出量の約12-20%を生産すると推定されている(Van Der Werf et al. 2009年、元の推定値から12%の補正を受けて20%)、人為的排出量の1/3から1/4を吸収する(Reich2011;Bellassen and Luyssaert2014)。

過去10年間の供給サイドスクールの出現は、地域の気候モデリングの進歩、大気物理学の新しいアイデア、水文サイクルを通じた水分子のより正確な測定を反映している。 供給側の学校の著名な学者は、森林が気候政策やモデル化によって適切に認識されていない方法で、地域や地球規模で気候や天候に影響を与えると 供給側の思考の最強の支持者は、森林政策の炭素中心の優先順位と水文学の需要側の視点の両方に挑戦しています。 エリソンら 「持続可能性の理由から、炭素貯蔵は貴重ではあるが二次的な副産物のままでなければならない」(Ellison et al. 2017). 森林が水文サイクルにどのくらい影響するかについては意見の相違がある(van der Ent et al. しかし、この分野のほとんどの研究者は、気候安定化の役割のために森林を保護することが賢明であると信じています。 不確実性にもかかわらず、供給側の学者は、森林の気候的影響が世界の森林政策を支えるべきであると主張している。 この視点は、欧州連合からアマゾンへの政策に影響を与えています。 英国のMetオフィスの研究者からの欧州連合のための2012年の報告書は、森林が”土地の大気循環と水循環に大きな役割を果たし、地域の気候、砂漠化、水安 2012).

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