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温暖化で遅れる紅葉 米国では19世紀に比べ1カ月以上

ナショナルジオグラフィック

森が赤や黄色に染まる秋は、米国でも特別な季節だ。概算によると、米国東部では紅葉が年間300億ドル(約3兆4100億円)もの観光収入を生んでいるという。

「この辺りの山々はどこもたいていゴージャスです」と、ノースカロライナ州、ブルーリッジ山脈のふもとに住む写真家ラリー・ディーン氏は語る。「鮮やかな秋の色と相まって、まるで魔法のようです」

しかし、気候変動の影響で秋は暖かくなっている。

米海洋大気局によると、北半球においてこれまでで最も暖かかった10月のトップ8を、2014年から2021年が独占しているという。そして、紅葉で有名な米国北東部は、北米の他の地域よりも早く温暖化が進んでいる。

バーモント州からノースカロライナ州に至るまで、紅葉は予定より遅れている。米ジョージ・メイソン大学の研究者たちが最近行ったカエデの調査によると、19世紀以降、紅葉の開始は1カ月以上遅くなったという。要因は気温だけではなく、雨の多すぎや少なすぎ、異常気象、害虫の発生などが様々に関係している。気候変動がこれらすべての要因に影響を与えるため、紅葉のピーク時期の予測は難しくなっている。

さらに、気候変動による紅葉の遅れは、樹木の成長と休息のサイクルを混乱させている。このことが森林にとってどのような意味を持つのか、科学者たちはまだ把握しきれていない。そうした状況で樹木がどのくらい成長するのか、どのような場所に生息できるのか、以前と同じ速度で炭素を貯蔵し続けることができるのかなど、疑問が残っている。

「秋が始まるタイミングについてだけではなく、紅葉の遅れが森林の崩壊を予兆するものなのかどうか、潜在的に気にかけておくべきでしょう」と、米ジョージ・メイソン大学の生態学者、レベッカ・フォークナー氏は話す。「大げさなことを言って恐怖心を煽りたくはありませんが、こうした変化は、植物が『何かがおかしい』と教えてくれているのだと考えます」

木に休息が必要な理由

人間と同じように、樹木も寒く暗い冬に備えなければならない。春から夏にかけて、木の葉は葉緑素を生成して太陽の光を取り込み、成長と生存に必要なエネルギーを得る。

気温が下がり、日が短くなって成長期が終わると、木は葉緑素の生成をやめ、葉に残った栄養分を吸収して冬に備える。

しかし、春から夏の間も、葉緑素の下にはオレンジや黄色の物質が潜んでいる。木が休眠状態に向かう時、これらの色が見えるようになる。また、アメリカハナノキやサトウカエデなど一部の樹木では、日が短くなり寒くなると赤色の色素アントシアニンが生成される。科学者たちは、このアントシアニンが葉にとっての防寒着のようなもので、寒さで葉が枯れる前に最後の栄養分を葉から吸収するのに役立つと考えている。

葉が落ちるまでの過程は「葉の老化」と呼ばれている。気候変動の影響で、この現象が一部の種で顕著になっているが、その影響は未知数だ。

「植物には驚くべき対応能力があります」とフォークナー氏は言うが、木の適応能力の限界はまだわかっていない。「木々が葉の栄養分を吸収できなければ、森に問題が生じる可能性がありますが、現時点ではまだわかりません。研究している人が少なすぎるのです」

メーン州のアーカディア国立公園では、科学者たちが9月の夜の気温上昇と紅葉の遅れに関連がある可能性を指摘している。

「これは私たちが見てきた中で最大のシグナルです」と、米リッチモンド大学の環境科学者で、アーカディア国立公園の紅葉を研究しているステファニー・スペラ氏は話す。「秋がなくなっていっています。どんどん短くなり、春が来るのは早まっている。何もかもが変化しているのです」

過去1世紀の間に、同公園の気温はおよそ1.9℃上昇した。木々やその他の植物もこの変化の影響を受けている。100年前に同公園で記録された植物種の5つに1つは、現在では見られなくなっている。

樹木の変化を知る

紅葉の変化を歴史的にとらえるため、フォークナー氏と、メーン州のジャクソン研究所で博士課程に在籍するアレクシス・ガレットソン氏は、大学やその他の機関が管理する植物コレクションである「ハーバリウム」に注目した。19世紀に米国中東部で収集されたカエデの葉のデジタル記録を調べたところ、1880年以降、紅葉の始まりの時間が年平均で約6時間ずれていることがわかった。1世紀以上の間に、その遅れは1カ月以上にもなっている。

「2人とも、かなり大きな変化があることは予想していましたが、そのシグナルがあまりにも強いことに驚きました」とガレットソン氏は言う。

2人はさらに、病原菌や植物を食べる動物による葉の損傷を調べた。その結果、時間の経過とともに損傷の範囲が拡大していることがわかった。これは、夏の干ばつの増加と、紅葉が遅くなっているにもかかわらず木から葉が落ちるのが早くなっていることと関係があるようだ。損傷のある葉は、そうでない葉に比べて3週間も早く落葉する傾向があった。

気温の高い時期が長くなり、春の訪れが早くなったことで、木々の成長期間が長くなり、暖かい時期と寒い時期の変わり目が短くなっている。つまり、秋が短くなっているのだ。懸念されるのは、霜が降りる前に、木々がまだ緑の葉に残っている糖分や炭水化物を吸収し終えることができないかもしれないことだ。

「急に冷え込んでしまうと、木が順応できない可能性があります。栄養分をすべて吸収する前に葉が落ちてしまうかもしれません」と、米アパラチアン州立大学の生物学者、ハワード・ノイフェルド氏は警告する。

そうなると、翌春の木の生育にも影響が出る可能性がある。樹木にとって紅葉のプロセスは、「いかにして食料品店に行き、来年に必要な食料をすべて手に入れるか」だとフォークナー氏は言う。「もしそれができなければ、寿命に影響が出ます」

気候変動が樹木に与える影響は、ひいては気候へのフィードバック効果をもたらす。森林は、毎年排出される二酸化炭素の30%を吸収していると推定されており、森林の状態が悪化すれば、気候に与える影響も大きくなる可能性がある。

「これらの生態系は、気候変動の最悪の影響から私たちを守ってくれています」と、米コロンビア大学ラモント・ドハティ地球観測所の気候科学者であるムクンド・パラト・ロア氏は語る。同氏は紅葉の時期をモニタリングして、変化が炭素循環にどのような影響を与えるかを調べている。「もし、森林の吸収能力が低下したら、大気中の二酸化炭素はどうなるのでしょう?」

ロア氏によると、樹木がどの程度の炭素を吸収できるのかは不明で、成長期間が長いほうが気候問題において助けになるとは限らないという。ヨーロッパの樹木に関する最近の研究では、フォークナー氏とガレットソン氏の研究同様、気候変動によって一部の樹木が以前よりも早く葉を落としていることがわかった。これによって、森林が大気中から除去する炭素の量が減少する可能性はある。

「非常に深刻な干ばつやストレスとなる現象が起こると、木はより早く機能を停止します」と、米農務省森林局の植物生理学者で、バーモント州を拠点とするポール・シェーバー氏は言う。「乾燥があまりに激しければ、8月に葉を落としてしまうこともあります」

今後の変化を垣間見る

気候変動によく適応する樹木がある一方で、適応能力の低い樹木は風景から消え、秋の色が変わっていくかもしれない。赤色の色素を作る樹木は北方に分布する傾向があるため、南の方では葉が黄色く染まる木々が優勢になるのではないかと推測する科学者もいる。

「ニューイングランド地方が温暖化しているため、サトウカエデは気温の低い北へと移動していくでしょう。バーモント産のメープルシロップではなく、カナダのトロント産のメープルシロップを買わなければならないかもしれません」と、ニューフェルド氏は言う。

今のところ確実に、春、夏、冬と同様、秋は暖かくなっていく。

「これは過去数十年間に見られた継続的な傾向の一部です。気候変動とはそういうものです。個々の事象が長期的な傾向の一部だということなのです」と、米コロンビア大学の気候科学者ベンジャミン・クック氏は話す。「(2021年の)秋、ニューヨークはかなり暖かかったですが、30年後には、これでも寒かったという思い出になっているかもしれません」

紅葉を愛でるという行為は、人々がこうした傾向を振り返る良い機会だとニューフェルド氏は言う。「秋の気候は最高です。涼しくて、さわやかで。紅葉は大きな観光資源です。より多くの人が外に出て自然を目にし、そのはかなさを理解すれば、自然を守るために何かしようと思うかもしれません」

文=SARAH GIBBENS/訳=桜木敬子(ナショナル ジオグラフィック日本版サイトで2022年10月27日公開)

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ナショナルジオグラフィックは1888年に創刊し、大自然の驚異や生き物の不思議、科学、世界各地の文化・歴史・遺跡まで1世紀以上ものあいだ、地球の素顔に迫ってきました。日本語版サイトから厳選した記事を掲載します。

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