熱帯泥炭地のＣＯ_２排出量を世界で初めて測定
排出抑制に科学的根拠、国際的な制度化にも貢献

ポイント

• 熱帯泥炭地の二酸化炭素（ＣＯ_２）排出量を、世界で初めて長期・連続観測することに成功。
• 森林によるＣＯ_２吸収を考慮してもＣＯ_２フラックスは常にプラス（ＣＯ_２排出）で、環境撹乱（森林伐採、排水）が進むとＣＯ_２排出量が大きくなり、エルニーニョの年（乾燥年）に最大となる。
• 衛星データの利用により広い面積での炭素排出量が推定できるため、熱帯泥炭地の炭素管理が可能となり、インドネシア国内および国際社会におけるカーボン・オフセット制度への適用が期待される。

＊ＣＯ_２フラックスとはＣＯ_２の輸送量を示し、プラスであればＣＯ_２排出、マイナスであればＣＯ_２吸収となる。

＜背景＞

インドネシアの熱帯泥炭地は、地球上の熱帯地域に分布する泥炭湿地の面積の半分以上を占め、多量の炭素が蓄積しています。ところが、１９９０年代からこの地域の開発が急速に進み、それに伴う地下水位の低下と乾燥化、さらには泥炭火災により、インドネシアの熱帯泥炭地は膨大なＣＯ_２の排出源となりつつあります。その１年あたりの排出量は日本の年間排出量に匹敵するという報告もあります^注４）。

これに対し、インドネシアのユドヨノ大統領は、２００９年９月のＧ２０で、２０２０年までに国内の温室効果ガス（ＧＨＧ）の排出量を２６％削減することを宣言しました。２０１１年１１月には国家ＧＨＧ削減計画（ＲＡＮ－ＧＲＫ）が大統領令として策定され、２０１２年末までに全土３３州の削減計画（ＲＡＤ－ＧＲＫ）の策定が義務付けられました。このうち泥炭からは削減枠の４割が期待されており、泥炭湿地に蓄積された炭素量を科学的に見積もるＭＲＶシステム^注５）の構築が期待されていました。

このシステムを開発するうえで大きなネックとなっていたのが、泥炭火災と微生物分解による泥炭地からのＣＯ_２排出を、どのように定量的に把握するかということでした。欧米のコンサルタント会社が実施する計測方法は、泥炭の沈降量からＣＯ_２排出量を算出する手法で、科学的な裏付けが弱いものであったため、「精度がよくコストパフォーマンスもよい測定方法があれば採用したい」というインドネシア政府からの要望が強くありました。

そこで本プロジェクトは、泥炭地から排出されるＣＯ_２の定量的な評価を１つの柱に据え、中部カリマンタン州にあるメガライスプロジェクト（ＭＲＰ）地域、開発地域外の泥炭湿地林などの熱帯泥炭地を対象とし、熱帯泥炭からのＣＯ_２排出量を抑制するための統合的泥炭地管理システムを構築し、地球温暖化抑止に貢献することを目的にスタートしました。

＜研究手法＞

熱帯泥炭地（泥炭とその上に存在する森林）が大気から吸収する、あるいは大気へ排出するＣＯ_２量（ＣＯ_２フラックス）を測定するため、熱帯泥炭地で撹乱の程度が異なる３つの生態系（未排水の泥炭林＝ＵＦ、排水された泥炭林＝ＤＦ、排水された火災跡地＝ＤＢ）に、観測用のタワーを設置しました。大気－生態系間のＣＯ_２交換量を意味する正味生態系生産量（ＮＥＥ）を渦相関法（微気象学的方法）^注６）により連続的に測定し、そのデータを解析しました。

地下水位は、地面高を基準（ゼロ）として測った地下水面の高さで、ＵＦ、ＤＦ、ＤＢのサイトごとに塩化ビニル管を打ち込み、孔内の水面までの深さを直接測定して求めています。

さらに、ＤＢでは自動開閉式の円筒形型のチェンバー（直径約２０センチ）を泥炭土壌の表面に直接被せ、植物や根のない状態でＣＯ_２フラックスを測定することにより、微生物による泥炭の好気的分解に伴うＣＯ_２排出量を評価しました。

＜研究成果＞

３種類の生態系でのＣＯ_２フラックス測定は２００４年から始まり、２００８年まで測定したデータ４年間分を解析しました。環境撹乱の程度の異なる３種類の生態系では、生態系と大気との間のＣＯ_２フラックスの連続観測データを蓄積してきました。また、同時に気象や土壌、地下水位などの環境データも蓄積しました。その結果、次の３つが世界で初めて実証されました。

１）未排水の湿地林（ＵＦ）においても正味でＣＯ_２の排出源となっていること。

２）ＣＯ_２排出量は環境撹乱が進むにしたがって大きくなること（ＤＢ＞ＤＦ＞ＵＦ）。

３）エルニーニョ現象^注７）の年には、ＣＯ_２排出量が大きくなること。

エルニーニョの年を含む４年間を平均したＣＯ_２排出量（ＮＥＥ＝炭素換算のＣＯ_２収支、正値のとき炭素ソース）は、未撹乱の泥炭林（ＵＦ）が炭素換算で１年・１平方㍍あたり１７４±２０３グラム（平均値±標準偏差）、排水された泥炭林（ＤＦ）が３２８±２０４グラム、排水された火災跡地（ＤＢ）が４９９±７２グラムとなっています。

これらのデータを統合的に解析し、水文環境（特に地下水位）との関係のモデル化を行いました。その結果、環境の撹乱（排水および森林の有無）によってパラメータは異なるが、熱帯泥炭生態系の光合成によるＣＯ_２吸収と呼吸（植物呼吸と泥炭の好気的分解）によるＣＯ_２放出の差し引きである正味のＣＯ_２排出量（ＮＥＥ）が、地下水位の変動に対して比較的単純な応答を示すことが明らかとなりました（図１参照）。

さらに、ＤＢサイトで、熱帯泥炭の土壌の微生物分解によるＣＯ_２フラックスだけを測定することに成功しました。３種類の生態系で測定したＣＯ_２フラックスは、呼吸や光合成による差し引きの影響を受けており、泥炭の分解だけによるＣＯ_２フラックスは測定できていませんでした。これが明らかになれば、熱帯泥炭そのものの炭素管理に直接つながることが期待されています。

測定の結果、１年間、１平方メートルあたりのＣＯ_２排出量は、炭素換算で２００４－２００５年が３８２±８２グラム、２００５－２００６年が３６２±７４グラムで、同時に測定された地下水位とも単純な応答を示し、地下水が０．１メートル下がると、１年間、１平方㍍あたり、ＣＯ_２排出量が８９グラム（炭素換算）増えることが判明しました。

＜今後への期待＞

今回実施した、タワーを利用した渦相関法によるＣＯ_２フラックスのモニタリング以外に、より広域での炭素収支を定量化するため、次の２つの方法を試験中です。

１）日本のＣＯ_２観測衛星（ＧＯＳＡＴ、いぶき）による地域スケール（中部カリマンタン州）の炭素収支評価

２）太陽の直達光観測から大気中ＣＯ_２濃度を定量化するシステムの開発（火災発生時）

また、衛星を使ったリモートセンシングにより、地下水位を推定する方法が研究チームによって開発され、上記の結果は広く周辺の熱帯泥炭地にもスケールアップできることが明らかとなっています。

以上の手法によってＣＯ_２フラックスを精度よく把握したうえで、別の研究成果として提案する泥炭火災の予防、火災跡地への植林、堰の設置による地下水位の維持を組み合わせれば、取り組みによって削減されたＣＯ_２の排出量が把握でき、熱帯泥炭地における炭素管理が可能となります。

熱帯泥炭地からのＧＨＧ排出削減量が精度よくモニタリングできれば、気候変動枠組み条約（ＵＮＦＣＣＣ）におけるＲＥＤＤプラスおよび検討中の高炭素貯蔵の生態系に関わる枠組みや、日本との２国間オフセット・クレジット制度（ＪＣＭ）などへも適用可能となることが期待されています。

＜参考図＞

＜用語解説＞

注１）ＲＥＤＤプラス

ＲＥＤＤは「Ｒｅｄｕｃｉｎｇ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｆｒｏｍ　Ｄｅｆｏｒｅｓｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　Ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ（開発途上国における森林減少・劣化などによる温室効果ガス排出量の削減）」の略称。開発途上国における森林減少・劣化の抑制や森林保全によるＧＨＧ排出量の減少に、経済的なインセンティブを付与することにより、排出削減を促進させようという国際的な取り組み。ＲＥＤＤが森林減少や劣化の抑制だけを対象とするのに対し、ＲＥＤＤプラスは森林保全、持続可能な森林経営および森林炭素蓄積の増加に関する取り組みを含む。

現在、気候変動枠組条約（ＵＮＦＣＣＣ）においてＲＥＤＤプラスの枠組みなどに関する議論が行われており、まだ国際的なルールは決まっていないが、様々なパイロットプロジェクトや開発途上国の能力開発支援が、先進国や国際機関、民間企業、ＮＧＯによって行われている。

ＲＥＤＤプラスに関しては、主に（１）参照レベルの設定、（２）モニタリング手法の確立、（３）ガバナンス、先住民族や生物多様性への配慮――などの課題が指摘され、ＶＣＳ（Ｖｅｒｉｆｉｅｄ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄ）やＣＣＢスタンダードなど自主的なガイドラインが作られている。しかし、熱帯泥炭地に蓄積されるＣＯ_２関しては、科学的なモニタリング手法が十分に確立されているとは言えなかった。

詳しくはＪＩＣＡの冊子を参照：http://www.jica.go.jp/publication/pamph/pdf/redd.pdf

注２）カーボン・オフセット制度

日常生活や経済活動において避けることができない温室効果ガスの排出について、まずできるだけ排出量が減るよう削減努力を行い、どうしても排出される温室効果ガスについて、排出量に見合った温室効果ガスの削減活動に投資することなどにより、排出される温室効果ガスを埋め合わせるという考え方。先に欧州で普及していたが、日本でも環境省が２００８年２月に取りまとめた「我が国におけるカーボン・オフセットのあり方について（指針）」に基づき、普及に向けた取り組みを行ってきた。

２００８年１１月には、国内の排出削減活動や森林整備によって生じた排出削減・吸収量を認証する「オフセット・クレジット（Ｊ－ＶＥＲ）制度」を創設。２０１１年９月には「カーボン・ニュートラル認証制度」も生まれ、「カーボン・ニュートラル認証制度」と「カーボン・オフセット認証制度」を１つの制度として統合した「カーボン・オフセット制度」が、２０１２年５月より運営されている。

環境省ホームページ：http://www.env.go.jp/earth/ondanka/mechanism/carbon_offset.html

注３）ＳＡＴＲＥＰＳ

地球規模課題対応国際科学技術協力プログラム（ＳＡＴＲＥＰＳ，サトレップス）とは、独立行政法人 科学技術振興機構（ＪＳＴ）と独立行政法人 国際協力機構（ＪＩＣＡ）が共同で実施している、地球規模課題解決のために日本と開発途上国の研究者が共同で研究を行う３～５年間の研究プログラム。ＪＳＴとＪＩＣＡが連携してプロジェクトを行い、日本国内など、相手国内以外で必要な研究費についてはＪＳＴが委託研究費として支援し、相手国内で必要な経費については、ＪＩＣＡが技術協力プロジェクト実施の枠組みにおいて支援する。国際共同研究全体の研究開発マネジメントは、国内研究機関へのファンディングプロジェクト運営ノウハウを有するＪＳＴと、開発途上国への技術協力を実施するＪＩＣＡが協力して行う。

ＪＳＴホームページ：https://www.jst.go.jp/global/about.html

注４）熱帯泥炭からのＣＯ_２排出量（火災＋好気的分解）

オランダのＨｏｏｉｊｅｒらが東南アジア全体で年間５５４　ＧｇＣ（炭素換算）という推定を行っている（２００６年の報告書）。そのほとんどは、インドネシアからのものと見られる。一方、日本の人為的なＣＯ_２排出量（化石燃料の消費＋セメント製造）は、２０１０年の統計で３１１　ＧｇＣ（炭素換算）。

全国地球温暖化活動推進センターホームページ：http://www.jccca.org/chart/chart03_01.html

注５）ＭＲＶシステム

Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍの略語。モニタリング、報告、評価の一連の流れをシステム化したもので、炭素の流入量を連続的に定量化してカーボン・オフセット・クレジットなどの政策に展開する基礎となる。

注６）渦相関法（微気象学的方法）

超音波風速温度計と赤外線ガス分析計を用いて、大気中と陸上生態系の間の二酸化炭素の交換量（フラックス）を直接測定する方法。森林や農耕地が一定期間に吸収・放出する二酸化炭素の量を測定するために用いる。

注７）エルニーニョ現象

太平洋赤道域の日付変更線付近から南米のペルー沿岸にかけての広い海域で海面水温が平年に比べて高くなり、その状態が１年程度続く現象のこと。エルニーニョ現象が発生している時には、東風が平常時よりも弱くなり、西部に溜まっていた暖かい海水が東方へ広がるとともに、東部では冷たい水の湧き上りが弱まる。このため、太平洋赤道域の中部から東部では、海面水温が平常時よりも高くなる。インドネシアでは乾季が長引き、干ばつとなることが多い。その結果、泥炭地で地下水位が低下するとともに、大規な森林・泥炭地火災が発生することが多い。

＜論文情報＞

研究論文：Effects of disturbances on the carbon balance of tropical peat swamp forests （熱帯泥炭林の炭素収支に与える撹乱の影響）

著者：Hirano T¹, Segah H¹, Kusin K², Limin S², Takahashi H³ and Osaki M¹（¹ Hokkaido University，²University of Palangkaraya，³Hokkaido Institute of Hydro-Climate）

公表雑誌：Global Change Biology, 18, 3410-3422, 2012.

公表日：米国東部時間2012年8月27日（月）

研究論文：Carbon dioxide emissions through oxidative peat decomposition on a burnt tropical peatland （火災の被害を受けた熱帯泥炭地における泥炭の好気的分解によるCO₂排出について）

著者：Hirano T¹, Kusin K², Limin S² and Osaki M¹（¹ Hokkaido University，²University of Palangkaraya）

公表雑誌：Global Change Biology, doi: 10.1111/gcb.12296, 2013.

公表日：米国東部時間2013年10月10日（木）

＜お問い合わせ先＞

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平野 高司（ヒラノ タカシ）
北海道大学 大学院農学研究院　教授
Tel：011-706-3689　Fax：011-706-3689
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