（公財）農学会・日本農学アカデミー共同主催

公開シンポジウム「陸と海の豊さを守り育てる−持続可能な発展を目指して」

私たちの森と生態系サービス黒川紘子

国立研究開発法人

森林研究・整備機構

森林総合研究所

タイの混交落葉林

本日のトピック• 生態系サービスと自然資本（生態系サービスと社会のしくみ）• 生物多様性と生態系サービス（生態系サービスと自然のしくみ）• 私たちの森の生態系サービス
Forestry and Forest Products Research Institute本日のトピック• 生態系サービスと自然資本（生態系サービスと社会のしくみ）• 生物多様性と生態系サービス（生態系サービスと自然のしくみ）• 私たちの森の生態系サービス
Forestry and Forest Products Research Institute世界の森林分布

世界の森林• 陸地面積の30.6％（約40億ha)• アジア、熱帯域、北方域に多い• 少なくとも8割の陸域生物種の生育・生息の場となっている

森林
その他の土地海域

日本の森林• 国土の約3分の2が森林• 約 6割が天然林・天然生林• 約4割が人工林（スギ・ヒノキ・カラマツ）
世界森林資源評価2015 (FAO)
林業白書2016 (林野庁)

気候制御・炭素固定

木材・燃料供給

レクリエーション
・文化的価値

森林からのさまざまな恵み

食糧供給

生態系サービス

野生生物の住処

土砂災害防止・土壌保全

水源涵養

生態系サービス：
人間が生態系から得ている恵み
供給サービス

調節サービス

文化サービス生態系が生産する恵み

生態系の調整作用から得られる恵み

生態系から得られる非物質的恵み

食糧
淡水
木材
燃料
繊維
化学物質
遺伝資源

気候制御

リクリエーション
精神的価値
美的価値
宗教的価値
発想
教育
象徴性

洪水制御

病害虫制御
花粉媒介
水質浄化

基盤サービス他の生態系サービスを支えるサービス

一次生産 栄養塩循環 土壌形成 水循環
ミレニアム生態系評価 2005http://www.millenniumassessment.org/en/about.slideshow.aspxに加筆

生態系サービスは生態系の働き（生態系機能）に依存している
レクリエーション

生産

気候制御

生息場所

炭素固定

循環

木材生産

栄養塩循環

きのこ生産
Whitmore, T.C. 1984

水源涵養

分解

土壌形成

生態系サービスの劣化・減少原因：
土地利用形態の変化
1990年と2015年を比較した森林面積の増減

ボルネオ（カリマンタン）島の森林面積変化

オイルパームプランテーション
世界森林資源評価2015 (FAO)他国の生態系サービスへの依存
弥生講堂・一条ホール
外国産材

国産材3割

外国産材７割国産材

http://www.a.u-tokyo.ac.jp/yayoi/plan_ichijo.html

林業白書2016 (林野庁)気候変動と生態系サービス

人為起源の温室効果ガス（主に二酸化炭素）が気温上昇の主要因
IPCC 第５次報告書 2014

気候変動と生態系サービス

大気中の炭素
現在

森林生態系
土壌

産業革命前

表面積(Mkm2)

最終氷期

植生

人為撹乱なし人為撹乱あり北方林 陸水域
温帯草原 熱帯林
海洋砂漠
熱帯草原
温帯林 ツンドラ 農地
地中海性サバンナ
生態系

陸上生態系が固定する炭素の大部分を森林が占める

IPCC 第４次報告書 2007

生態系サービスと社会のしくみ：自然資本
自然資本（ストック）

地下資源

金属、土類元素、化石燃料、塩など

生態系
人工資本
太陽光、風、水、（生態系機能） 工場、機械、地熱など

非生物フロー

公共資本など生態系サービス（フロー）

製品・サービス
TEEBNatural Capital Accounting and Water Quality(2013)

人的資本

労働力、教育、健康など

生態系サービスと社会のしくみ：経済価値評価
p 全国の水質浄化サービス
l 各土地利用形態（水田、耕作地、森林、荒地、都市、ゴルフ場、河川、湖沼、沿岸）ごとの窒素除去量を定量的に推定
l オキシデーションディッチ法（河川の直接浄化などに利用され、高度処理も可能）による処理施設で代替的に処理することを想定して、それに必要な施設の建設費、維持管理費及び用地費を算定
l 窒素除去サービス量は約24万6,859t
l 経済価値は約2,737億円

蒲谷(2014)環境経済・政策研究

生態系サービスの量と経済価値を結んで意思決定に役立てる

本日のトピック• 生態系サービスと自然資本（生態系サービスと社会のしくみ）• 生物多様性と生態系サービス（生態系サービスと自然のしくみ）• 私たちの森の生態系サービス
Forestry and Forest Products Research Institute生物多様性(Biodiversity)とはp多様性の３つの階層生態系（景観）多様性（生態系の種類の豊富さ・空間的な複雑さ）

機能的多様性

種多様性（種の豊富さ）

遺伝的多様性（種内の変異）系統的多様性
相互作用（つながり）の多様性

「生物多様性の成り立ち」の解明
成長速度 (cm cm-1 y-1)

1960年代〜

熱帯雨林の断面図 Whitmore, T.C. 1984

死亡率 (% /5年）
Wright et al. (2010) Ecology••

なぜその種はその場所にいるのか？なぜ多くの種が共存できるのか、できないのか？
さまざまな生物群、空間スケールで種多様性のパタンの記載とその要因の解明

「生物多様性の役割」の解明
1990年代〜

絶滅する種数/1,000種/1,000年
大昔

将来

最近

現在より10倍速い
過去より1000倍速い
長期にわたる
平均絶滅速度海の生物 哺乳類 哺乳類

鳥

両生類

全種

ミレニアム生態系アセスメント(2005)•••

人為活動による生物多様性の急激な損失
生物多様性が失われると何が起こる？
多様性と生態系機能の関係の解明を目的とした実験検証・理論・野外研究

生物多様性の役割① 機能の量への効果

生物多様性を操作する実験

種数が多いほど生態系機能（生産）の量が多くなる

多様性が生態系機能の量を向上させるしくみ

個体数（＝機能量）

p相補性効果（ニッチ分割）

個体数︵＝機能量︶

3

多様性が生態系機能の量を向上させるしくみ

個体数（＝機能量）

p相補性効果（ニッチ分割）

個体数︵＝機能量︶

135

多様性が生態系機能の量を向上させるしくみ

個体数（＝機能量）

p相補性効果（ニッチ分割）

個体数︵＝機能量︶

12345

生物多様性の役割② 機能の安定性への効果
植物バイオマスの時間的安定性

植物
バ
イオ
マスの時
間的安
定性

播種した種数
Tilman et al. (2006) Nature

種数が多いと生態系機能の安定性が高まる

多様性が安定性を向上させるしくみ
p ポートフォリオ
効果

種ごとの変化

全体の変化

種の資源利用／環境応答特性の違い（機能的多様性）が重要
機能的多様性
高機能的多様性
中

機能的多様性
低
種多様性高

種多様性中

種多様性低

森林生態系における多様性と生態系機能
p地球規模の解析

森林分布
森林調査区

• 44ヶ国（北米、ヨーロッパ、日本、オーストラリア、ニュージーランドなど）• 777,126の森林調査区• 約3,000万本の樹木• 8737種生産性(m3ha-1yr-1)• 一般にある地域の森林で樹木の種多様性が高いほど生産性も高くなる• その傾向は種数が増えるほど弱まっていく• ただ、多様性と生産性の関係には地域によるばらつきもある樹木の種数 (%)

Liang et al. 2016 Science多様性の効果にはばらつきがある
効果の大きさ-101

生産性
土壌侵食制御栄養塩循環

他の生物の多様性

生態系機能の安定性• 446の研究成果をまとめて解析• ピンクは多様性と生態系機能の量に関する研究の結果、緑は多様性と生態系機能の安定性に関する研究の結果を示す• 一般的に多様性は生態系機能の量や安定性にプラスの効果を与得る場合が多いが、その効果の大きさはさまざま• 特に、生態系機能に安定性については、多様性の効果が見られなかった研究も多い
Balvanera et al. 2006

本日のトピック• 生態系サービスと自然資本（生態系サービスと社会のしくみ）• 生物多様性と生態系サービス（生態系サービスと自然のしくみ）• 私たちの森の生態系サービス

Ø 花粉媒介サービスØ さまざまな生態系サービス

Forestry and Forest Products Research Institute

花粉媒介サービス
l 世界の作物生産の35%は花粉媒介者に依存する植物から得られる (Klein et al. 2007)茨城県常陸太田市ソバ畑

ソバの花粉媒介者

森林に生息森林や草地に生息

ソバ畑の周りの景観が花粉媒介者に与える影響
ニホンミツバチ

ニホンミツバチ以外の昆虫

ソバ
畑
での個
体数
ソバ畑から半径３ｋｍ圏の森林面積（m2）

ソバ畑から半径100ｍ圏の森林と草地面積（m2）森林や草地などの植生が周りに多いとソバ畑を訪れる昆虫が増える

Taki et al (2010) Basic and Applied Ecology

ソバ畑の周りの景観がソバの結実率に与える影響

ソバ畑から半径３ｋｍ圏の森林面積（km2）

森林や草地などの植生が周りに多いとソバの実のつき具合が良くなる

半ソバの結
実率(%)

圏 径
地 の １
面 森 ０
積 林 ０
（ と ｍm2 草）

ソバの実

Taki et al (2010) Basic and Applied Ecology

まとめp生態系サービスは生態系の働き（生態系機能）を人間が利用することで生まれ、私たちの生活は生態系サービスに大きく依存している
p生態系サービスを生み出す生態系を自然資本と捉えることで、持続可能な利用を目指した社会の意思決定に繋がる
p生態系サービスを生み出す自然のしくみを理解することが、生態系（自然資本）および生態系サービスの適切な管理に繋がる謝辞
l 環境省 環境研究総合推進費 S-9l 環境省 環境研究総合推進費S-15
l 科研費 基盤研究(B)(26304015), 基盤研究(B)(23370007), 若手研究(B)(23770026)「生態適応科学」

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