森林総合研究所

平成 22 年版

研究成果選集2050 年までのスギ林の炭素吸収量を予測する
森林管理研究領域		

光田靖

林業経営・政策研究領域

鹿又 秀聡

温暖化対応推進拠点		

松本 光朗

背景と目的
地球温暖化問題が大きく取り上げられる中、温暖化を緩和する森林の炭素吸収機能に期待が集まっています。森林の炭素吸収量は気象条件と森林の状態、そして森林の取り扱いに大きく左右されます。今後、森林の炭素吸収量を適切に維持・管理していくためには、温暖化する気候を考慮しながら、長期的な視点に立った有効な林業政策を推進することが必要です。
そのためには、気象条件、森林の状態および林業政策の影響を反映しながら炭素吸収量を予測できるモデルと、そのモデルを用いたシミュレーションが不可欠です。そこで、日本全国のスギ林を対象としてモデルを開発し、これを用いて 2050 年までのシミュレーションを行いました。さらに、複数の林業施策シナリオによる炭素吸収量の比較を行いました。

成 果
森林炭素循環モデルの開発

ギ林の総炭素蓄積量は増加を続けるものの、年間の吸収量森林の炭素吸収量を取り扱うためには、森林植生だけでは次第に小さくなるという結果となりました（図２）。こなく、森林土壌や林業活動を含めた炭素循環を捉える必要

れは、主にスギ人工林の高齢化による成長量の低下が原因があります。そこで、森林データベース、植生・土壌炭素と考えられます。

循環モデル、林業モデルおよび気候モデルで構成される森

次に、現状を延長した成り行きシナリオに加え、伐採量

林炭素循環モデルを開発しました（図１）。森林データベが半減、２倍になるシナリオ、伐採量が２倍となり再造林

ースは 1km 解像度メッシュの中にある森林について樹種率が 80％へと増加するシナリオと、４つの林業施策シナ別、齢級別面積を集約したデータベースです。炭素循環モ

リオによる比較を行いました。その結果、伐採量が少な

デルは、森林植生における光合成や呼吸をとおした炭素循

いほど総蓄積量および吸収量は高くなる傾向にありました

環や、森林土壌における有機物分解に伴う炭素循環を計算が、その一方、伐採量を２倍にし、再造林を促進したシナするものです。森林データベースから森林の状態を初期値

リオでは、吸収量が減少した後、増加に転じるという他ととして受け取り、気候モデルから提供される気象データを異なった結果となりました（図３）。このことは長期的な入力値としてある年・月の炭素循環を計算し、これを元に視点からは、主伐の増加と確実な再造林による人工林の更森林データベースを更新し次の月に移ります。林業モデル

新が、炭素吸収量の維持に重要であることを示唆しており、は林業活動（主・間伐面積）を予測するモデルで、この予同時に増産される木材を利用して排出削減を進めることが測に従った主伐・間伐によっても森林データベースを更新必要と考えられます。

します。このように、森林炭素循環モデルは、森林データベースを次々に更新していくことにより、将来の森林全体の炭素蓄積量とその変動量（すなわち吸収量）を予測するという構造になっています。

森林の炭素吸収量を考慮した林業政策を策定するために本研究で開発した森林炭素循環モデルは、中長期での森林の炭素吸収量の予測をふまえて、適切な林業施策を検討する上で非常に有効です。今後は、対応樹種を拡張し、炭森林炭素循環モデルを使ったシミュレーション

素循環モデルの信頼性を向上させるよう研究を進めていき

森林炭素循環モデルを用いて 2005 年から 2050 年まで、 ます。
日本全国のスギ林を対象として炭素吸収量を予測しました。気候モデルとして、MIROC3.2hi* を約 1km 解像度に本研究は、農林水産技術会議プロジェクト研究「地球温内挿したデータセットを利用しました。林業モデルでは、 暖化が農林水産業に及ぼす影響評価と緩和及び適応技術の現状の傾向が継続すると仮定して予測を行いました。これ
らの条件下でシミュレーションを行ったところ、日本のス
8開発」（平成 19-21 年度）による成果です。

FFPRI

森林データベース

森林データベースは、林野庁と森林総合
森林データベースは、林野庁と森林総合研究所が共同開発した国家森林資源デー研究所が共同開発した国家森林資源デタベース、および森林資源モニタリング
森林データベースは、林野庁と森林総合ータベース、および森林資源モニタリンシステムを元に作成しました。また、炭研究所が共同開発した国家森林資源デグシステムを元に作成しました。また、炭素循環モデルは、国有林と森林総合研究ータベース、および森林資源モニタリン
素循環モデルは、国有林と森林総合研所が長期間測定を継続している収穫試験グシステムを元に作成しました。また、炭地のデータを元に開発しました。
究所が長期間測定を継続している収穫

国家森林資源DB

樹種，林齢，面積直径，樹高，密度

森林データベース

非木

森林資源モニタリ
ングシステム
国家森林資源DB

樹種，林齢，面積 部位別バイオマス｛葉，枝，幹，根｝
直径，樹高，密度
森林資源モニタリ
ングシステム

土壌炭素｛非木質，微細，粗大有機物｝
部位別バイオマス｛葉，枝，幹，根｝
気候モデル

土壌炭素｛非木質，微細，粗大有機物｝

素循環モデルは、国有林と森林総合研試験地のデータを元に開発しました。
究所が長期間測定を継続している収穫試験地のデータを元に開発しました。

更新

森林状況

気候モデル

気候値

更新

森林状況

収穫試験地
データ

炭素循環モデル

気候値

炭素循環モデル

収穫試験地
データ

植生モデル 土壌モデル
伐採 植生モデル 土壌モデル

林業モデル
林業モデル

伐採
図１ 森林炭素循環モデルの全体構造
図１ 森林炭素循環モデルの全体構造

図１ 森林炭素循環モデルの全体構造

炭素蓄積量
炭素蓄積量

2000 2000
0 [tC] 0 [tC]

2005年 2005年

0000

炭素吸収量
炭素吸収量

5101520
炭素吸収量 [百万 tC/ 年]

5101520炭炭炭炭炭 [百百 tC/ 年 ]炭炭炭炭炭 [[百万百百 tC]
炭素蓄積量tC]
200 400
400 600200
600 800
800 1000
1000

5000<

5000<
4000
4000

2010

2010

2050年

2020

2030
2040
2050
2020 西西 2030
2040
2050

2050年

西暦
左図：幹、枝および葉の炭素蓄積量を対象とし、黒実線
左図：幹、枝および葉の炭素蓄積量を対象とは総蓄積量（左軸、単位は百万炭素トン）、黒点線は年し、黒実線は総蓄積量（左軸、単位は百万炭
左図：幹、枝および葉の炭素蓄積量を対象とごとの炭素吸収量（右軸、単位は百万炭素トン／年）、素トン）、黒点線は年ごとの炭素吸収量（右し、黒実線は総蓄積量（左軸、単位は百万炭
赤実線は炭素吸収量を平滑化したものを示しています。

右図：スギ林の 1km メッシュの総炭素蓄積量（単位
右図：スギ林の 1km メッシュの総炭素蓄積量は炭素トン）を、2005 年と 2050 年について図化し（単位は炭素トン）を、2005年とメッシュの総炭素蓄積量2050 年につい右図：スギ林の 1kmました。地域的には、九州、四国、紀伊半島と、東て図化しました。地域的には、九州、四国、紀（単位は炭素トン）を、2005 年と 2050 年につい北日本海側において、大きな増加が予測されました。

軸、単位は百万炭素トン／年）、赤実線は炭素
伊半島と、東北日本海側において、大きな増素トン）、黒点線は年ごとの炭素吸収量（右て図化しました。地域的には、九州、四国、紀吸収量を平滑化したものを示しています。
図２
日本全国のスギ林を対象としたシミュレーション結果
加が予測されました。
軸、単位は百万炭素トン／年）、赤実線は炭素

伊半島と、東北日本海側において、大きな増加が予測されました。

0 炭炭炭炭炭510 tC/ 年1520[百百]炭素吸収量 [百万 tC/ 年]
5101520
炭素吸収量 [百万 tC/ 年]

図２ 日本全国のスギ林を対象としたシミュレーション結果
20シナリオの凡例
炭素蓄積量図２ 日本全国のスギ林を対象としたシミュレーション結果
現状成り行きシナリオの凡例

15

炭素蓄積量

10

炭素蓄積量

5炭素吸収量
炭素吸収量
2010

2020

2010

2020

2030
西暦
2030

2040

0

炭素蓄積量 [百万 tC]
炭炭炭炭炭[百百 tC]
炭素蓄積量tC]
0200[百万400
600 800 1000
200 600
400 800
600 1000
800 1000
2000 400

吸収量を平滑化したものを示しています。

2050

2040
2050
炭素吸収量

伐採量半減
現状成り行きシナリオの凡例

伐採量半減
伐採量２倍

現状成り行き

伐採量２倍伐採量２倍＋再造林促進

伐採量半減

伐採量２倍＋再造林促進

伐採量２倍
実線は総炭素蓄積量（左軸、単位は百

実線は総炭素蓄積量（左軸、単位は百万炭素トン）、点線は年ごとの炭素吸伐採量２倍＋再造林促進
万炭素トン）、点線は年ごとの炭素吸収量を平滑化したもの（右軸、単位は収量を平滑化したもの（右軸、単位は百万炭素トン／年）を示しています。
実線は総炭素蓄積量（左軸、単位は百百万炭素トン／年）を示しています。

万炭素トン）、点線は年ごとの炭素吸収量を平滑化したもの（右軸、単位は
図３ ４つの林業シナリオに基づくシミュレーション結果の比較*については、巻末の用語解説をご覧ください。
百万炭素トン／年）を示しています。
2010
2020
2030
2040
2050
0

西西
４つの林業シナリオに基づくシミュレーション結果の比較

0

図３

西暦

9

本研究は、農林水産技術会議プロジェクト研究「地球温暖化が農林水産業に及ぼす影響評価と緩和及び適応
図３ ４つの林業シナリオに基づくシミュレーション結果の比較技術の開発」（平成 19-21 年度）による成果です。