PRESS RELEASE（2020/11/26）

植物の多様性は水危機に強い土地をつくる－大陸などにおける大規模な単一種農林業から生じる水循環単純化の危険性への提言－
ポイント
 炭素吸収や⾷料⽣産の増⼤を満たすための⼤陸などにおける⼤規模な単⼀種農林業の拡⼤が、蒸発散や地下⽔涵養などの⽔循環プロセスの単純化を招く危険性について提⾔しました。
 ⽔循環の単純化によって、環境変化に対する⽔供給の安定性が低下し、突発的な豪⾬や⼲ばつ等の極端な気象に対して脆弱になると考えられます。
 ⽔危機に対する回復⼒を維持出来る⼟地管理のためには、植物の多様性と⽔循環機能の相互関係を明らかにする研究が必要であることを提⾔しました。
概要
国⽴研究開発法⼈森林研究・整備機構森林総合研究所は、デラウェア⼤学、サスカチュワン⼤学等をはじめとする、9か国18機関と共同で「⽔危機から世界を救うために⽣態⽔⽂学は何ができるか？」を議論し、以下のような提⾔を⾏いました。
現在、主に熱帯や⼤陸の森林では、⾃然植⽣からの⼤規模な⼟地利⽤改変が⾏われており、数⼗万haを超えるような⾯積での単⼀種農林業の拡⼤が進んでいます。このような⼤⾯積の植物の多様性の喪失は、植物による蒸発散、⾬⽔の地表までの移動経路、及び地下⽔の涵養といった⽔循環プロセスを、単純化してしまいます。その結果、環境変化に対する⽔供給の安定性が低下し、結果として⼲ばつや豪⾬のような極端な気象に対して脆弱になります。このような問題を解決するためには、⼟地利⽤や⼟地被覆の⼤規模改変による植物の多様性の喪失が⽔循環に与える影響について研究を進め、種の多様性や⽔循環と植⽣の相互作⽤を考慮した農林業を推進する必要があります。
本研究成果は、2020年9⽉21⽇にNature Geoscience誌で公開されました。
背景
世界で⽔危機が進む中で、国連は 2018 年から 2028 年を「持続可能な開発のための⽔」に関する国際⾏動の 10 年と宣⾔しました。同様に、国際⽔⽂科学協会は、2013 年から 2022年を「Panta Rhei−万物流転」の科学の 10 年と定め、⼈間が⽔循環に及ぼす影響に関する⽔⽂科学的研究を促進しています。
我が国では、⼈⼯林を含めた多くの森林が⽔源涵養を⽬的とした保安林として指定されるなど、従来、⽔循環を考慮した森林施業が⾏われています。その⼀⽅で現在、特定の機能（炭素吸収の増加）や産物（⾷料・⽔・エネルギーなど）の需要を満たすために、熱帯や⼤陸で、数⼗万 ha を超えるような⼤規模⾯積で、森林をはじめとする⾃然植⽣から単⼀樹種のプランテーションや単⼀農作物の農地のようなモノカルチャーと呼ばれる⼟地利⽤形態への転換が地球規模で進んでいます。これは特定の需要を満たす上では有効ですが、⼀⽅で、⼟地被覆の画⼀化を通じて植物の多様性を失わせるとともに、地球規模の⽔循環に影響を与えます。例えば、素早い炭素吸収が期待できるユーカリなどの植林地は、より多くの⽔を消費するため、⼤規模に植栽するとその地域の⽔資源に影響を与えかねません。
Forestry and Forest Products Research Institute

- 1 -

【機２】
また、湿地を転換して造成された画⼀的な農地は、しばしば洪⽔や⼲ばつの頻発化と⼤規模化や⽔質の悪化を招きます。
内容
今回、私たちはデラウェア⼤学の Delphis Levia 教授のリーダーシップの下で議論を⾏い、⼤規模⾯積での植物の多様性の喪失が、⽔循環の変化を通じて環境変化に対する地球全体の回復⼒にどのような影響を与えるのかについて、科学的に定量化する必要があることを提⾔しました。
通常、⾬として降った⽔は、植物を濡らし⼟壌を湿らせ、⼀部が蒸発散して⼤気に戻り、⼀部は地下⽔を涵養して、河川へと流出していきます（図）が、その過程では、その⼟地の植物が⽔循環をコントロールしています。⼤規模な⼟地被覆の画⼀化は、植物の多様性を喪失させるとともに、⽔循環のプロセスを単純化し、その多様性を喪失させます。その結果、突発的な豪⾬など極端な気象現象や⽣態系の撹乱に対応できなくなり、環境変化に対する回復⼒の低下が危惧されます。
これらの問題の解決のためには、種の多様性を⾼める「スマートデザイン」を取り⼊れた農林業の推進が考えられます。例えば、機能や形質（葉の厚さ、気孔の開閉能⼒、根の深さなど）が異なる様々な種を混交して植栽し、⽔循環プロセスに多様性をもたせる、といった⽅法が考えられます。
今後の展開
まずは、画⼀的な植⽣への転換の影響を最も受けやすい⽔循環プロセスをピンポイントで特定するための研究が必要です。近年のセンサ技術の進歩によって、より詳細な環境計測データを得ることができるようになりました。このような実証データが、⼟地被覆の変化が⽔循環に与える影響の予測能⼒を向上させ、地球という惑星全体の回復⼒を⾼めていくことに繋がります。⾃然植⽣が本来持っている多様な⽔循環機能に根ざした回復⼒を守り、時には、より⾼めることで、私たちは地球の限りある⽔資源を守り育むことができるのです。
論⽂
タイトル：Homogenization of the terrestrial water cycle（陸域の⽔循環の均質化）
著者：Delphis F. Levia, Irena F. Creed, David M. Hannah, Kazuki Nanko, Elizabeth W. Boyer,Darryl E. Carlyle-Moses, Nick van de Giesen, Domenico Grasso, Andrew J. Guswa,Janice E. Hudson, Sean A. Hudson, Shin’ichi Iida, Robert B. Jackson, Gabriel G. Katul,Tomo’omi Kumagai, Pilar Llorens, Flavio Lopes Ribeiro, Diane E. Pataki, Catherine
A. Peters, Daniel Sanchez Carretero, John S. Selker, Doerthe Tetzlaff, Maciej
Zalewski, Michael Bruen
掲 載 誌：Nature Geoscience、13 巻 10 号（2020 年 10 ⽉）
研 究 費：UNIDEL Foundation, Inc. and the University of Delaware.
共同研究機関デラウェア⼤学（アメリカ）、サスカチュワン⼤学（カナダ）、バーミンガム⼤学（イギリス）、ペンシルバニア州⽴⼤学（アメリカ）、トンプソン・リバース⼤学（カナダ）、デルフト⼯科⼤学（オランダ）、ミシガン⼤学ディアボーン（アメリカ）、スミス⼤学（アメリカ）、スタンフォード⼤学（アメリカ）、デューク⼤学（アメリカ）、東京⼤学⼤学
院農学⽣命科学研究科、環境評価⽔資源研究所（スペイン）、ユタ⼤学（アメリカ）、プ
リンストン⼤学（アメリカ）、オレゴン州⽴⼤学（アメリカ）、ライプニッツ淡⽔⽣態学・
内⽔漁業研究所（ドイツ）、ウッチ⼤学（ポーランド）、ユニバーシティ・カレッジ・ダブリン（アイルランド）
Forestry and Forest Products Research Institute- 2 -

【機２】
⽤語解説
1) ⽣態⽔⽂学
地球や地域での⽔循環を対象とする⽔⽂学において、⽣態系の役割を明らかにする研究分野のこと。例えば植物は、⼟壌に到達する⾬の経路や量を変え、根からの吸⽔を通した蒸散により⽔移動を変化させます。また、動物や微⽣物は、その活動により⽔質を変化させます。
2) 単⼀種農林業
単⼀樹種のプランテーションや単⼀農作物の農地のこと。モノカルチャー。
3) 植⽣からの蒸発散
植物表⾯に付着した⽔の蒸発と、植物体内の⽔が⽔蒸気として⼤気中に放出される蒸散を合わせたもの。
お問い合わせ先研究推進責任者：森林総合研究所

研究ディレクター

⼤丸裕武研 究 担 当 者：森林総合研究所

森林防災研究領域
気象害・防災林研究室 主任研究員 南光⼀樹
⽔保全研究室 主任研究員 飯⽥真⼀

広 報 担 当 者：森林総合研究所

企画部広報普及科広報係
Tel：029-829-8372
E-mail：kouho@ffpri.affrc.go.jp

本資料は、林政記者クラブ、農林記者会、農政クラブ、筑波研究学園都市記者会、環境省記者クラブ、環境記者会に配付しています。

Forestry and Forest Products Research Institute

- 3 -

【機２】
図、表、写真等図

⾃然植⽣とモノカルチャー（単作農林業）での⽔の経路の違いの概念図。⾃然植⽣は植物の多様性が⾼いため、降った⾬の経路（濡れ、蒸発散、⼟壌中への浸透、地下⽔涵養、⽔流出）も多様性が⾼いのに対し、モノカルチャーでは⾬の経路も単純化される。その結果、たとえば渇⽔期におけるモノカルチャーの環境では地下⽔位（下の⻘い円盤）の低下が進み、植物の地下⽔利⽤が困難になる。

Forestry and Forest Products Research Institute- 4 -