砂漠への植樹は気候変動対策になっているのだろうか？

今回は「砂漠への植樹は気候変動対策になっているのだろうか？」についてご紹介します。

関連ワード （乾燥地、利点、太陽熱温室淡水化技術等） についても参考にしながら、ぜひ本記事について議論していってくださいね。

本記事は、TechCrunch様で掲載されている内容を参考にしておりますので、より詳しく内容を知りたい方は、ページ下の元記事リンクより参照ください。

森林再生は、気候危機と戦う最良の手段の1つだ。熱帯地方では、森林が毎年1000万トンの二酸化炭素を吸収しているという報告がある。成長した木は、1年で約48ポンド（約454グラム）の二酸化炭素を吸収する。非営利団体American Forests（アメリカンフォレスト）によると、米国では、森林が毎年排出される二酸化炭素の14%を吸収している。森木と樹木なくして、気候中立（クライメイトニュートラル）への道はない。

Salesforce（セールスフォース）やMicrosoft（マイクロソフト）など多くの企業が、山火事の焼け跡や農地における植林に資金を提供している。しかし、ステルスフェーズのスタートアップUndesert（アンデザート）は、森林再生のためのまったく新しいフロンティアに取り組んでいる。

その名前から推測できるように、同社は砂漠、特にニューメキシコ州アラモゴード地域の砂漠低木地帯に植樹することに重点を置いている。CEOのNicholas Seet（ニコラス・シート）氏は、自社を「気候のトリアージ」と呼んでいる。世界の他の地域が追いついてくる間に、今、排出量を減らすために何かをすることを指している。

しかし、砂漠に木を植える必要があるのだろうか。

「現在、地球規模の気候緩和を目的とした森林再生に乾燥地が適しているかどうかという議論があります」とニューメキシコ州立大学植物環境科学部の乾燥地生態学教授であるNiall Hanan（ニール・ハナン）氏は話す。

シート氏は低木地帯を「利用されていない、何もない空間」と呼んだが、ハナン氏は独自の生物多様性を持つ有効な古代の生態系であり、単なる劣化した森林ではないことを強調した。そして、砂漠に木がないのには理由がある。

「もし砂漠が樹木に適した場所であれば、おそらく樹木があるはずです」とハナン氏はいう。木が生きていくためには、太陽と二酸化炭素と水が必要だ。砂漠はそのうちの1つが極端に不足しているため、ほとんどの木が自然に育つことができない。しかし、Undesertはこの問題でイノベーションを発揮している。

同社は海水淡水化技術に手を加え、24時間あたり20リットルの水を生成できるようにし、以前は塩分が高すぎて逆浸透膜では使えなかった塩水でも使えるようにしたのだ。

「逆浸透膜技術の問題点は、ろ過しきれない塩水が大量に出ることです」とシート氏は話す。「逆浸透膜の塩水を私たちのシステムに通すと、純水と塩を得ることができます」。

Undesertは、従来の太陽熱温室淡水化技術からボトルネックを取り除いた。従来の技術では、塩水プールを太陽で温めて蒸発させ、温室の屋根で凝縮させた純水を作る。Undesertは、水を取り込むためのモジュールデザインを開発し、プール蒸発方式の5倍もの効率を達成した。屋根の上で凝縮させるのではなく、冷水を循環させたチューブで冷却した別の部屋で凝縮する。このシステムでは、塩水中の93％以上の水がきれいな水として回収される。プロセス全体は二酸化炭素の排出が少ない太陽光のマイクログリッドを利用する。

Undesertは、ナバホ族と協力して、同社の淡水化技術向けに、塩分が濃縮されて飲めなくなった汽水域の地下水を調達する。そして、その淡水化した水を、同社が森林再生に使うと決めたアフガンパインに点滴灌漑で供給する。これまでに16本を植樹した。アフガンパインを選んだ理由は、砂漠に強く、水をあまり必要とせず、成長が早く、背が高く、まっすぐ伸びるからだ。また、ポンデローサパインは根の張り方が乾燥に適しているため、50本を散水システムで育てている。しかし、たとえ十分な水量が確保されたとしても、気温など苗木の生存を妨げる環境要因は他にもある。

Undesertによると、太陽光淡水化によって生み出される樹木の小規模な実証実験は2021年9月から稼働しており、健全な発育を見せている。この地域には強烈な太陽エネルギーがあり、地下の塩水も利用できる。そして、実証実験が行われているアラモゴード地域は、ダグラスファーやポンデローサパインの森林があるサクラメントレンジャー地区に隣接しており、列車の線路やその整備のために撤去される前はもっと多くの森林があった。以上のことから、同社は自分たちの木が成功すると確信している。

しかし、次にスケーラビリティの問題がある。大規模な森林のために灌漑システム全体を整備することは、現実的ではない。また、ニューメキシコ州では汽水域の地下水を使うことができるかもしれないが、ハナン氏は、ほとんどの砂漠は海が近くになく、地下水に簡単にアクセスできないと指摘する。コスト、労力、メンテナンスもすぐにかさむ。たとえ苗木が1本10ドル（約1150円）でも、樹木だけで1平方マイル（約2.6平方キロメートル）あたり100万ドル（約1億1500万円）の費用がかかるという。世界中の砂漠に住む人々のほとんどは、それほどの資金を手に入れることはできない。

また、苗木を調達するだけでも、森林再生活動にとってはすでに大きな問題だ。

「最初の1ヘクタール分の400本を確保することさえ難しいでしょう」とハナン氏はメールで述べた。「南西部（あるいは米国西部）の苗木業界が、1平方マイルあたりに必要な10万本の苗木を供給できるとは思えませんし、それ以上の広さとなればなおさらです」。

しかし、戦術的なことの他にもまだ疑問がある。

「米国南西部のような水不足が深刻な場所で、かなり安価に、低炭素で水を浄化する技術があるならば、砂漠で木を育てることがその水の最善の利用法なのでしょうか」とニューメキシコ大学の森林・火災生態学教授であるMatthew Hurteau（マシュー・ハートー）氏はいう。

植林によって二酸化炭素を削減し、地域社会にも利点があれば、水の貴重な利用法だといえる。しかし、ハナン氏やハートー氏のような専門家は、次のような質問に答える詳細な費用対効果の分析を求めるだろう。

そして、吸収する炭素は、炭素の問題を解決するのに十分な量になるのだろうか。ハナン氏は懐疑的だ。砂漠で育つ木は、熱帯雨林のような巨木にはならないだろうし、バイオマス量もほんのわずかだからだ。砂漠の木が地球の肺になることはないだろうが、その過程で小さな吸気口になりえるだろうか、あるいはなるべきだろうか。

画像クレジット：James O’Neil / Getty Images

【原文】

Reforestation is one of our best tools to fight the climate crisis. In the tropics, forests have been reported to absorb 10 million metric tons of carbon dioxide every year. A mature tree can absorb about 48 pounds of CO2 per year. In the U.S., our forests store 14% of all annual carbon dioxide emissions, according to the nonprofit American Forests. There is no path to climate-neutral without forests and trees.

Many businesses like Salesforce and Microsoft are funding the planting of trees in wildfire burn scars and agricultural lands. But the stealth-phase startup Undesert is working on a whole new frontier for reforestation.

As you can probably guess from the name, the company is focused on planting trees in deserts, specifically desert shrublands in the Alamogordo region of New Mexico. Nicholas Seet, CEO of Undesert, calls his company “climate triage” — doing something to reduce emissions now while the rest of the world catches up.

But should we be planting trees in the desert?

“There is a current debate about whether drylands are suitable for reforestation for the purpose of global climate mitigation purposes,” said Niall Hanan, professor of dryland ecology in the Plant and Environmental Sciences Department at New Mexico State University.

Seet called the shrublands “underutilized, empty space,” but Hanan stressed that these are valid ancient ecosystems with their own biodiversity, not simply degraded forests. And there’s a reason deserts don’t have trees.

“If [deserts] were suitable for trees they would probably have trees in them,” Hanan said. Trees need sun, CO2 and water to survive. Deserts drastically lack one of those ingredients, preventing most trees from growing naturally. But that’s one problem Undesert has innovated around.

Undesert has tweaked a water desalination technology so it can generate 20 liters of water per 24-hour period and can work with brine water previously too salty for reverse osmosis.

“The problem with [reverse osmosis] technology is it has a lot of waste brine that cannot be filtered anymore,” Seet said. “We can take reverse osmosis brine through our system and then you get pure water and salt.”

Undesert removed bottlenecks from a traditional solar-greenhouse desalination technology where the sun warms a salty pool vaporizing to create pure water that condenses on the roof of the greenhouse. Undesert developed a modular design to capture the water and was able to increase efficiency by five times that of pool evaporation. Instead of condensing on the roof, condensation occurs in a separate chamber cooled by tubing with circulating cool water. In this system more than 93% of the water in the saline is recovered as clean water. The entire process uses solar in a microgrid making the process low in emissions.

Undesert is working with Navajo nations to source for its desalination technology brackish groundwater that has become undrinkable due to salt concentration. The company then uses drip irrigation to supply the desalinated water to Afghan pines, the trees Undesert has decided to use in its reforestation. The company has planted 16 of these trees so far. Undesert chose the Afghan pine because it is desert hardy, requiring little water, and grows fast, tall and straight. The company also has 50 ponderosa pines under its watering system because its rooting system is well adapted to withstand drought. But even if the trees are getting a sufficient amount of water, there are other environmental factors like temperature that can hamper seedling survival.

There is no path to climate-neutral without forests and trees.

According to Undesert, the small demonstration of trees supplied by the solar desalinated water has been operating since September 2021, and are showing healthy development. The area has intense solar energy and available underground saline water. And the Alamogordo region where the demonstration is located is adjacent to the Sacramento Ranger District that has forests of Douglas fir and ponderosa pine and had many more before they were removed for train tracks and maintenance. All these factors give Undesert the confidence that their trees will be a success.

But then there is the scalability. Having an entire irrigation system for a large-scale forest isn’t feasible. And using brackish groundwater might work in New Mexico, but Hanan noted that most deserts aren’t near oceans and don’t have easily accessible groundwater. Cost, labor and maintenance will also quickly add up. Even just the trees can end up costing $1 million per square mile, even if each seedling costs as little as $10, according to Hanan. Most desert inhabitants across the globe do not have access to these types of funds.

And just sourcing seedlings is already a huge problem for reforestation efforts.

“Even getting 400 for the first hectare would likely be difficult,” Hanan wrote in an email. “It is unlikely that the southwest (or even the western US) tree nursery industry could supply the 100,000 seedlings needed per square mile, let alone for any larger area.”

But there are still more questions beyond just the tactical.

“In a severely water-limited place, like the southwestern U.S.,” said Matthew Hurteau, a forest and fire ecology professor at the University of New Mexico, “if you’ve got the technology to fairly inexpensively and in a low carbon way purifying that water, is growing trees in the desert the best use of that water?”

Drawing down carbon emissions and providing co-benefits to local communities by planting trees could be a very valuable use of this water, but experts like Hanan and Hurteau would expect to see a detailed cost-benefit analysis that answers questions like:

And will the carbon stored actually be enough to make a dent in our carbon problem? Hanan is skeptical because trees grown in the desert certainly won’t be the huge trees of the tropical rainforest, and will probably have a fraction of the biomass. Trees in the desert probably won’t ever be the lungs of the earth, but can or should they be a tiny inhale in the process?

（文：Jesse Klein、翻訳：Nariko Mizoguchi）