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1 乾地緑化保全学概論 (1) 砂漠化とその原因 鳥取大学乾燥地研究センター 緑化保全部門 井上光弘 砂漠とは 乾燥地とは 砂漠化とは 砂漠化の原因とは 世界の乾燥地の分布と主な砂漠 サハラ砂漠 2 アラビア砂漠 3 タール砂漠 4 トルキスタン砂漠 5 タクラマカン砂漠 6 パタゴニア砂漠 7 カラハリ砂漠 8 ゴビ砂漠 9 アタカマ砂漠 10 オーストラリア砂漠 11 北アメリカ砂漠 1

2 亜熱帯砂漠の成因 大気の大循環が原因で生じ砂漠 赤道付近で上昇する気流が上昇するにつれて水分を放出して乾燥する 南緯, 北緯 25 度付近を中心として下降して, 100mにつき約 1 上昇するので 熱く乾いた空気が大地を乾燥させる 代表的な砂漠は? ( 出展 : 鳥取大学乾燥地研究センター ) 世界の乾燥地の分布 亜熱帯砂漠 サハラ砂漠 赤道 アラビア砂漠 カラハリ砂漠 オーストラリア砂漠 ( 出展 :UNEP, 1991) 2

3 冷涼海岸砂漠の成因 寒流によって冷やされた重い空気が, 陸地に向かって移動する 温度が高く軽い空気の下に入り込み 上昇気流が起こらない 陸地の方が気温が高いために乾燥して雨が降らない しばしば, 湿度が高く霧が発生する 代表的な砂漠は? ( 出展 : 鳥取大学乾燥地研究センター ) 世界の乾燥地の分布 冷涼海岸砂漠 30 北アメリカ砂漠 20 赤道 アタカマ砂漠 ナミブ砂漠 ( 出展 :UNEP, 1991) 3

4 雨陰砂漠の成因 山脈を越える風は斜面に沿って上昇し, 風上側に降雨が発生し, 風下側は乾燥する 風下側は,100m 下降につき約 1 上昇して高温乾燥地帯となる 代表的な砂漠は? ( 出展 : 鳥取大学乾燥地研究センター ) 世界の乾燥地の分布 雨陰砂漠 タクラマカン砂漠 赤道 バタゴニア砂漠 ( 出展 :UNEP, 1991) 4

5 年平均降水量分布 年平均蒸発散位 蒸発散位とは, 気温, 湿度, 日射, 風の気象因子に依存し, 与えられた気象条件下で得られる最大の蒸発散量 5

6 世界の乾燥地分布 乾燥地とは何か? 降水量が少ないこと 蒸発散位とは, 気温, 湿度, 日射, 風の気象因子に依存し, 与えられた気象条件下で得られる最大の蒸発散量 年平均降水量の分布 地面からの蒸発量や植物の葉からの蒸散量が多いこと 世界の乾燥地の分布 年平均蒸発散位の分布 ( 出展 :UNEP, 1991) 6

7 乾燥地と湿潤地の比較 雨量または可能蒸発散量可能蒸発散量降(mm) 雨量 乾燥地 可能蒸発散量 湿潤地 雨量 乾燥地とは, 可能蒸発散量が降雨量よりも大きい地域である ( 出展 : 松本聡 < ペドロジスト >) 乾燥地の分類 1953 年 P: 年平均降水量,PET: 蒸発散位 ソンスウェイトの定義 P = PET のとき, 乾燥数 Ai = 0 P = 0 のとき乾燥数 Ai = -100 メイグスの定義 乾燥 (Ai < -40 ) 半乾燥 ( -40 < Ai < -20 ) 半湿潤 ( -20 < Ai < 0 ) ( 沙漠の環境科学より ) 7

8 年降水量の減少と変動 西アフリカの北部ブルキナファソの観測所 年降水量8 降水量 (mm) 年 降水量の変動率と極大値 平年降水量の変動率 (%) 旱魃 ( 出展 : 砂漠化とその対策,2005) 場所時期平年降水量豪雨量 Chicama( ペルー ) 1925 年 4mm 394mm/yr Aozou( サハラ ) 1934 年 3 月 30mm 370mm/3d Swakopmund( ナミビア )1934 年 15mm 50mm/yr Sharja(UEA) 1957 年 107mm 74mm/50min Tamanrasset( サハラ ) 1950 年 9 月 27mm 44mm/3hr Bisra( アルジェリア ) 1969 年 9 月 148mm 210mm/2d El Djem( チュニジア ) 1969 年 9 月 275mm 310mm/3d Lima( ペルー ) 1925 年 46mm 1524mm/yr 3 日で年降水量の10 倍以上,3 時間で年降水量以上の降雨を記録した 変動率とは降水量の標準偏差を平均値で除したもの ( 出展 : 沙漠の環境科学 )

9 世界の年降水量の変動率 乾燥地は, 降雨の年変動が大きいこと ( 乾燥地は変動率 30% 以上 ) ( 出展 : 沙漠の環境科学 ) 乾燥地の降水量の特徴とは (1) 降水量よりも可能蒸発散量が大きいこと (2) 年降水量が 200mm から 300mm 未満であること (3) 年降水量の年変動率が大きいこと (4) 雨季に, 稀に集中的な豪雨が観測されること 9

10 乾燥地の分類 ( 国連環境計画 UNEP:1997) 極乾燥地 (Hyperarid) P / PET < 0.05 乾燥地 (arid) 0.05 < P / PET < 0.2 年降水量 200mm 未満 ( 冬雨季 ) 年降水量 300mm 未満 ( 夏雨季 ) 半乾燥地 (semiarid) 0.2 < P / PET < 0.5 年降水量 500mm 未満 ( 冬雨季 ) 年降水量 800mm 未満 ( 夏雨季 ) 乾性半湿潤地 (dry subhumid) 0.5 < P / PET < 0.65 P / PETを乾燥指数と定義する P: 年平均降水量,PET: 蒸発散位 ( 出展 : 世紀を拓く砂丘研究 ) 乾燥地の面積割合 地帯 面積 ( 百万 ha) 冷涼 湿潤 乾性半湿潤 半乾燥 乾燥 極乾燥 合計 乾燥地 (Dry-land) = 乾性半湿潤 + 半乾燥 + 乾燥 + 極乾燥 47.2% 砂漠化を受けやすい乾燥地 (Susceptible dry-land) 39.7 % ( 出典 :UNEP, 1991) 10

11 砂漠とは 砂漠化とは? 降水量が少ないために土壌が乾燥して 植生がほとんどない地域である ( 写真提供 : 井上光弘 ) 定義 砂漠化 (desertification) とは, 乾燥地, 半乾燥地, 乾性半湿潤地において, 気候変動, 人間活動など, さまざまな要因に起因する土地の劣化である 土地とは, 土壌や水資源 地面の表層や植生などを含む概念である 劣化とは, 降水による土壌の流出や河床への堆積 長期間をかけた自然植生の多様性の減少など 土地に作用する一つまたは複数のプロセスによる潜在的資源の減少を意味する 砂漠化は, 土地の乾燥地化だけを意味しているのではなく 土壌の侵食や塩性化などの土地の劣化も含んでいる 11

12 物理的な劣化地図 物理的劣化 = 乾燥による土壌の硬化および土壌構造の破壊, それに伴う土壌侵食 化学的な劣化地図 化学的劣化 = 塩類や有害物質の集積, 土壌のソーダ ( ナトリウム ) 質化, また植物生育に必要な栄養要素の欠乏 12

13 世界の土壌劣化地図 土地の劣化 (degradation) とは, 土壌の持つ生物生産機能の低下を意味する 生物的劣化 = 土壌中の有機物, 腐植の減少とそれに伴う微生物活動の低下 世界の砂漠化地図 人が住んでいた所や植物の生えていた所が, 気候変動や人間の活動によって, 土地が荒れ, 自然の営みが破壊して, 不毛の大地に変化することを, 砂漠化という 砂漠化 乾性半湿潤地半乾燥地乾燥地 非常に高い 中程度と低い ( 出典 :UNEP, 1991) 13

14 砂漠化の影響を受けている土地の面積 砂漠化の影響を受けている人口 耕作可能な乾燥地における砂漠化地域の割合 ( 大陸別 ) 約 10 億 ( 約 60 億人 ) 砂漠化とは, 乾燥地, 半乾燥地および乾性半湿潤地域における種々の要素 ( 気候変動および人間の活動を含む ) に起因する土地の劣化をいう と定義されている 砂漠化の現状 ( 出典 :UNEP, 1991) 農牧地の砂漠化を受けている割合 放牧地 45.6 億 ha (1223 百万 ha) 降雨依存地 4.6 億 ha (242 百万 ha) 灌漑農地 1.5 億 ha 30 % (43 百万 ha) (103 百万 ha) 耕作可能乾燥地域 51.6 億 ha 36 億 ha (1568 百万 ha) ( 出典 :UNEP, 1991) 砂漠化の現状を定量的に把握することは非常に困難である したがって, 不正確な点もあるが この資料によると.. としか記述できない しかし, 砂漠化は生命の存在に関わる深刻な問題である ( 出展 : 沙漠化とその対策,2005) 14

15 年降水量15 砂漠化の原因とは 自然的要因 地球規模での大気循環の変動に起因する乾燥地域の拡大 降水量の減少と乾燥化傾向セネガルの過去 100 年の降水変動 年長期の旱魃年平均降水量の変化 ( 出典 : 熱帯を知る /21 世紀の地球環境 ) (30 年間の平均を平年値という ) この30 年の変化では, アフリカのサヘル地帯は, 降水量が減少している

16 年平均乾燥指数の変化 P / PETを乾燥指数と定義する P: 年平均降水量,PET: 蒸発散位 (30 年間の平均を平年値という ) 利用できる土中の水分が減少している 人為的要因 ( 出展 : 乾燥地研究センター ) 16

17 発展途上地域人口(億人, 砂漠化の原因のひとつ均%)人口増加は 100 )90 発展途上地域 世界全域先進地域 先進地域 先進 発展途上地域別の人口及び増加率の推移 5 4 人 口増加率(年平過放牧 家畜の飼育過剰 ( 写真提供 : 井上光弘 ) 家畜の飼い過ぎによる植生の破壊 ( 過放牧 ) 17

18 過伐採 薪炭材の過剰採取 ( 財 ) 日本環境協会 ( 写真提供 : 井上光弘 ) 燃料用の木の切り過ぎ, 取り過ぎによる植生破壊 過開墾 過度な農業開発 侵食の種類 山頂まで耕作し, 雨季の豪雨でガリ侵食が発生 ( 黄土高原 ) 面状侵食 リル侵食 ガリ侵食 ( 写真提供 : 井上光弘 ) ( 出典 : 沙漠の環境科学 ) 18

19 水食被害地図 風食被害地図 19

20 塩類集積 塩の集積 ( 中国 ) 塩の集積 ( カザフスタン ) 過灌漑 不適切な水管理 ( 写真提供 : 井上光弘 ) ( 写真提供 : 本名俊正 ) ( 出展 : 鳥取大学乾燥地研究センター ) 乾燥地の土壌劣化地図 ( 極乾燥地を除く ) 20

21 砂漠化の現状 ( 出展 : 鳥取大学乾燥地研究センター ) 砂漠化 / 土地荒廃の原因自然地球規模での気候変動的要長期の旱魃 降水量の減少と乾燥化人為的要因過伐採 過開墾 薪炭材の過剰採取 過度な農業開発 因過放牧家畜の飼育過剰 砂漠化 過灌漑 不適切な水管理 水食 風食 13% 土壌侵食 87% 湛水湿害 塩類集積 ウォータロギングによる過湿害 排水不良と生態環境の破壊 21

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