1. きれいな あめも、じつは さんせい?
1. きれいな雨でも「酸性」といえるのか
1. 酸性雨の基準線 ── pH5.6はなぜ目安なのか
あめの みずは、しぜんの ままでも、すこし さんせいに かたむいて います。くうきの なかの にさんかたんそが、あめに とけるからだと いわれます[1]。
この ふつうの あめは、pH5.6 ぐらいです。pH は、さんせいの つよさを あらわす かずです。5.6 より ひくいと、さんせいが つよいと いう ことです。5.6 は めやすで、まわりの かんきょうで あめの pH は かわります。
そこで、pH5.6 より ひくい あめを、さんせいうと よぶ ことが おおいのです。なにが あめを、もっと さんせいに するのでしょう。
雨は、何も汚れていない空から降ってくるのに、少し酸性です。空気中の二酸化炭素が雨に溶けるためで、その値がpH5.6ほどだといわれます。pHは、酸性の強さを表す数字で、小さいほど酸性が強くなります[1]。
そのため、酸性雨は、「pH5.6より低い雨」を目安に呼ばれます。ただし5.6は一つの目安で、周りの環境によって雨のpHは変わります。この基準は、酸性雨という言葉の入り口です。
雨をさらに酸性にするのは、石炭や石油を燃やしたときや火山から出る二酸化硫黄と、窒素酸化物です。これらが空気中で硫酸や硝酸に変わり、雨・雪・霧に溶け込みます[1]。雨だけでなく、雪や霧も含めて「酸性雨」と呼ぶ点が、名前の印象と少しちがいます。
酸性雨とは、二酸化硫黄(SO₂)や窒素酸化物(NOx)などを起源とする酸性物質が雨・雪・霧などに溶け込み、通常より強い酸性を示す現象で、pH5.6が目安とされる[1]。では、なぜ5.6なのか。大気中の二酸化炭素が溶け込んだ雨水が、この程度のpHになるためと説明される。5.6より低いことが、人為的な酸性物質の寄与を考える出発点になる。
原因物質は、化石燃料の燃焼(人為起源)や火山活動(自然起源)で放出されるSO₂とNOxである。これらは大気中で光化学反応などを経て硫酸・硝酸となり、降水に溶け込む[1]。気象庁本文は5.6を「目安」と記すにとどまるため、二酸化炭素との関係は補足の説明として読むのがよい。
酸性雨は、雨だけでなく雪・霧を含む点も押さえておく。この現象が「森の木」と結びつけられたのは、どこでだったのか。
2. どこで もんだいに なったの?
2. 「森が枯れる」という心配は、どこから来たのか
2. 欧米での問題化 ── 湖沼・森林被害から国際問題へ
さんせいうが もんだいに なったのは、1960ねんだいの ヨーロッパや アメリカでした[3]。みずうみが さんせいに なり、もりにも ひがいが でたと いわれたのです。
アメリカの ハバードブルックと いう もりでは、1963ねんに、あめの みずが とても さんせいに かたむいて いると きろくされました[4]。げんいんは、こうじょうや はつでんしょが だす、いおうや ちっそ の ガスだと されます。
ドイツでは、1980ねんだいに 「もりが かれる」と さわがれました。でも、さんせいうだけが げんいんと きめる ことは できないと いう みかたも あります[5]。
では、にほんの もりは どうなの でしょう。
酸性雨が国際問題になったのは、1960年代の欧米です。湖が酸性になり、森にも被害が出たと問題になりました。日本でも1970年代に、雨などに溶けた汚れが問題になりました[3]。
アメリカのハバードブルック実験林では、1963年に雨水がきわめて酸性に傾いていることが記録されました。原因は工場や発電所が出す硫黄酸化物と窒素酸化物とされ、1990年の大気浄化法の改正で、硫黄の排出が大きく減ったと説明されています[4]。
ただし、「酸性雨で森が枯れた」は、そう単純ではありません。1980年代のドイツなどで話題になった「森林枯死」は、酸性雨だけでなく、オゾンなどの大気汚染物質、病害虫、土壌の悪化が重なった現象という見方が論じられています。一方で、被害と汚染物質の量に統計的な相関は示されていないとする研究者もいて、酸性雨などの大気汚染との因果関係には、異なる見方があります[5]。
では、日本の森ではどうなのか。それを知るには、木がどうやって弱るのかを先に見る必要があります。
酸性雨は、1960年代に欧米で湖沼の酸性化と森林被害が国際問題となり、日本でも1970年代に湿性大気汚染が問題となった。環境省(当時は環境庁)は1983年度(昭和58年度)に酸性雨対策調査を始めた[3]。
北米では、ハバードブルック実験林で1963年に、現地の水試料が高い酸性を示したと記録された。原因は工場・発電所由来の硫黄酸化物と窒素酸化物とされ、1990年の大気浄化法改正で硫黄の排出が大きく減った[4]。ただし、この資料には酸性度の倍率が明記されていないため、ここでは数字にしない。
しかし、「酸性雨で森が枯れた」という図式は単純すぎる。1980年代のドイツなどの森林枯死(Waldsterben)は、SO₂・NOx・オゾンなどの大気汚染物質、病害虫、土壌悪化など複数の要因が論じられている。一方で、被害と大気汚染(SO₂・NO₂濃度、硫酸・硝酸イオンの沈着量)の間に統計的相関は示されていないとする研究者もおり、因果の見方は一様でない[5]。
では、酸性の雨が木に害を及ぼすとすれば、どの経路なのか。
3. きは どこから よわる の?
3. 木が弱る道すじは、土の中にある
3. 土壌経由の機構 ── 栄養分の流出とアルミニウム
あめは、はっぱに あたる だけでは ありません。じめんに しみこんで、つちの なかへ いきます。きが よわるのは、この つちの なかで おこる ことが おおきいと かんがえられて います。
さんせいの あめが しみこむと、きが そだつのに たいせつな カルシウムなどが、つちから ながれて いきます。かわりに、ねっこに よくない アルミニウムが ふえます[4]。
アルミニウムが ふえると、ねっこが のびにくく なるとも いわれます。ねっこが よわれば、きも げんきを なくします。
雨は葉に当たるだけでなく、土にしみこみます。酸性の雨が続くと、木の成長に欠かせないカルシウムなどの栄養分が土から流れ出し、かわりに、根に害のあるアルミニウムが土の中で増えます。アメリカの森では、カルシウムの減少と木の衰弱が結びつけて報告されています[4]。
土が酸性になるとアルミニウムが溶け出して、根の伸びを妨げるといわれます。pH4.5付近を下回ると急に溶け出すという報告もありますが、これは報告例の目安で、決まった値ではありません[6]。
つまり、木は、葉が直接傷むよりも、足もと(土の中)の栄養と毒の釣り合いがくずれて弱る、という道すじが考えられています。では、その影響は、実際の森で確かめられるのでしょうか。
酸性雨が木を弱らせる経路の一つは、土壌経由である。酸性の入力によってカルシウムなどの栄養塩基が土から溶脱し、根に有害なアルミニウムが増える。米国の森では、カルシウムの減少が樹木の衰弱と結びつけて報告されている[4]。
土壌が酸性になるとアルミニウムイオンが可溶化し、根の伸長を大きく阻害する。pH4.5付近以下で急激に溶出するという報告があるが、これは検索抜粋の段階の情報で、報告例の目安として読むべきものであり、固定値ではない[6]。
ここで注意するのは、栄養の減少もアルミニウムの増加も、森の中で長い時間をかけて進む点である。数年の観測で結論が出にくい理由でもある。では、日本ではどのように観測されているのか。
4. もりを まいとし 見に いく ひとたち
4. 森を毎年見に行く調査 ── 木を20本ずつ見る
4. 調査設計 ── 19地域25地点、5年ごとの持ち回りと毎年の衰退度調査
にほんでは、かんきょうしょうが 2003ねんどから、もりの きの ようすを ずっと しらべて います[2]。
かんきょうしょうは、19の ちいきから 25の ちょうさばしょを えらびました。この ばしょを 5ねんに いちど、じゅんばんに くわしく しらべます。きの げんきさは、まいとし 見に いきます。
とちぎけんの にっこうの ちゅうぜんじこの ちかくでは、ある ばしょの まんなかから 12メートル はなれた 4ほうこうで、5ほんずつ、あわせて 20ぽんの きを えらびます[7]。そして、たかさ、ふとさ、げんき、こずえの かれかたなどを 見ます。
この きを 見ると、なにが わかるのでしょう。
環境省は、「酸性雨長期モニタリング計画」(2002年3月に策定、2003年度に開始)で、森林を調べています。木の影響に注目する13地域と、土の影響に注目する6地域、合わせて19地域・25地点を、5年に一度の持ち回りで調べます。樹木衰退度調査は毎年1回です[2]。
その一つが、栃木県の日光中禅寺湖畔の調査地点です。栃木県林業センターが、環境省の委託で2004年度から調べています。中心から12メートル離れた東西南北の4か所で、大きな木を5本ずつ、合計20本を選び、樹高・胸の高さの太さ・樹勢・梢(木の先)の枯れ具合などを観察します[7]。
同じ木を毎年見るのは、1回の調査では、その年だけの様子しか分からないからです。では、この観察で、弱った木の原因は分かるのでしょうか。
環境省の酸性雨長期モニタリング計画(2002年3月策定、2003年度開始)は、土壌・植生モニタリングとして、樹木影響に着目した13地域と土壌影響に着目した6地域の計19地域・25地点を、5年に一度のローリング方式で調べる。樹木衰退度調査は毎年1回行う[2]。毎年見る調査と、5年ごとに詳しく見る調査を組み合わせる設計である。
日光中禅寺湖畔の永久調査地点(栃木県林業センターが環境省の委託で2004年度から実施)では、中心から12m離れた東西南北4か所で優占木を5本ずつ、計20本選び、樹高・胸高直径・樹勢・梢端(しょうたん)の枯損などを観察する[7]。
同じ木を追い続けるため、変化を「その年のばらつき」と区別しやすい。では、衰えが見つかったとき、その原因はどう判断されるのか。
5. よわった きの げんいんは なに?
5. 衰えた木の原因は、雪・虫・けものが多かった
5. 衰退の原因 ── 酸性雨と見なされなかった理由と、調査の限界
けっかは どうだったでしょう。2013ねんどから 2017ねんどの ほうこくでは、ほとんどの ばしょで、きの おとろえは 見つかりませんでした[2]。
おとろえて いた ばしょも、おおくは、ゆきや かぜなどの てんき、むし、けものの ひがいが げんいんと かんがえられました[2]。
にっこうでも、うえの きに おおわれて そだちにくい もみの きや、じめんの つちが ながれて ねっこが でて しまった ぶなが ありました。これは さんせいうの せいとは いえないと されました[7]。
ただし、「さんせいうの えいきょうは ゼロ」と いう ことでは ありません。ほうこくは、えいきょうは ながく つづけて 見ないと つかみにくい、とも のべて います[2]。
2013〜2017年度の環境省の報告では、ほとんどの地点で樹木の衰えは確認されませんでした。衰えが見られた地点も、多くは気象害・病虫害・獣害が原因と考えられ、大気汚染などの人為的な影響が原因とみられる森林の衰えは確認されていません[2]。
報告書の本編には、具体的な原因も書かれています。大山隠岐では2011年度の冠雪害で、木の先や幹が折れる被害が広がりました。磐梯朝日では、2010〜2011年度に葉を食べる昆虫が大発生しました。吉野熊野では、2004・2005年の台風と昆虫の被害が挙げられています。十和田八幡平は、凍害・寒風害・雪害が積み重なったものです[3]。
日光でも、ウラジロモミは上に大きな木が茂って成長を妨げられ、ブナは表土が流されて根が出ていました。こちらも、酸性雨の影響とは判断されていません[7]。
ただし、報告は「森への影響は十分把握できていない」とも述べ、影響は長期の観測でないとつかみにくいとしています。土のpHはおおむね4.0〜5.5に分布し、多くの地点で一貫した上昇も低下もなく、土の酸性化が顕著に進んだ地点はありませんでした[2]。「影響が確認されていない」ことと、「影響がない」ことは、別の意味です。
平成25〜29年度(2013〜2017年度)の報告では、ほとんどの地点で樹木衰退は確認されなかった。衰退が見られた地点も、多くは気象害・病虫害・獣害によると考えられ、大気汚染等の人為的影響が原因とみられる森林の衰退は確認されていない[2]。
本編は、衰退度が高かった地点の原因を具体的に挙げる。大山隠岐は2011年度の冠雪害(梢端折れ・幹折れ)、十和田八幡平は凍害・寒風害・雪害の蓄積、吉野熊野は2004・2005年の台風と食葉性昆虫の被害、磐梯朝日は2010〜2011年度の食葉性昆虫の大発生による[3]。日光の調査地点でも、ウラジロモミは上木の被圧(ひあつ)で成長が阻害され、ブナは表土流出で根が露出して衰えており、酸性雨による影響とは判断されなかった[7]。
ただし、この結果を「酸性雨の影響はない」と読むことはできない。同報告は、大気汚染・酸性沈着による森林生態系への影響は現時点で十分に把握できておらず、長期継続的な観測でないとつかみにくいと述べる。土壌pH(H₂O)は一部の地点を除きおおむね4.0〜5.5に分布し、多くの地点で一貫した上昇・低下は見られず、土壌酸性化が顕著に進んだ地点はなかった[2]。
では、酸性雨のもとになる排出が減れば、何が起きるのか。
6. はいしゅつを へらすと、どうなるの?
6. 排出を減らしたら、湖や森の土はどうなったか
6. 排出削減後の変化 ── 湖沼の回復傾向と欧州の土壌水
にほんの みずうみでは、2006ねん いこうの しらべでは、pH が はっきり さがる ばしょが なく なりました(へいせい25〜29ねんどの ほうこく)。かんきょうしょうは、さんせいから もどり はじめた しるしと かんがえて います[2]。
ヨーロッパでも、もりの つちの みずを しらべた けんきゅうで、アルミニウムが へって いました。いおうの はいしゅつを へらす とりくみの せいかだと せつめい されて います[8]。
もりが ぜんぶ もとに もどったと いう ことでは ありません。それでも、はいしゅつを へらす ことで、よい ほうへ かわる こと が あるのです。
日本の湖沼の観測では、平成25〜29年度(2013〜2017年度)の報告で、2006年以降の解析でpHが有意に下がる傾向を示す地点がなくなったとされています。同じ報告で、ほとんどの湖沼で硫酸イオンと硝酸イオンの濃度も下がっていました。環境省は、東アジアで酸性物質の排出が減ったことを反映した、酸性化からの回復の兆しと考えています[2]。
日本の空気中の二酸化硫黄は、冬に高く、大陸に近い西日本や日本海側で高い傾向があります。国内の発生源に加えて、大陸からの流れ込みの影響が示唆されています。最近5年ほどは低下の兆しがあり、大陸での排出量の減少を反映していると考えられています[2]。
ヨーロッパの171か所の森で、1996〜2012年に土の中の水を調べた研究では、硫酸、栄養塩、アルミニウムの量が減りました。土の水のアルミニウムが少なくなることは、高い濃度では根を傷めるため、重要とされます。硫黄の排出を減らす国際協定の成果と説明されています[8]。
ただし、森が完全に元に戻ったわけではありません。アメリカのハバードブルックでは、酸性雨のあとに伐採と成長が重なった森で、サトウカエデが再生しにくく、ブナに置き換わった例も報告されています[9]。土の栄養が回復するには、時間がかかるようです。
日本の陸水モニタリングでは、平成25〜29年度(2013〜2017年度)の報告で、2006年以降の解析でpHの有意な低下を示す地点がなくなり、ほとんどの湖沼で硫酸イオン・硝酸イオン濃度が低下したとされる。環境省は、東アジアでの酸性物質の排出減少を反映した、酸性化からの回復の兆候と見ている[2]。
大気中のSO₂は冬に高く、大陸に近い西日本や日本海側で高い傾向があり、国内発生源に加えて大陸からの流入の影響が示唆される。最近5年ほどは低下の兆しがあり、大陸での排出量の減少を反映すると考えられた[2]。
欧州171か所の森林で1996〜2012年に土壌水を調べた研究(Global Change Biology)では、硫酸・栄養塩・アルミニウムの量が減少した。土壌水のアルミニウムの減少は、高濃度では根を傷めることから重要とされ、硫黄排出削減の国際協定の成果と説明される[8]。ただし、改善したのは土壌水の化学であり、森が完全に元に戻ったという意味ではない。
実際、米国ハバードブルックでは、酸性雨のあとに伐採と成長が重なった森でサトウカエデの再生が難しく、ブナに置き換わった例が報告されている[9]。土壌の回復には時間差があり、観測を続ける意味もここにある。
自分でも しらべて みたく なったら
自分でも調べてみたくなったら
自分でも調べてみたくなったら
今日できること
うちの ちかくの こうえんで、きの えだの さきを 見て みましょう。かれた ところが あったら、ゆきや かぜの ひがい、むし、ほかの きの かげ など、ほかの げんいんも あるかもしれません。ちかづきすぎず、おうちの ひとと いっしょに 見ます。
出かけてできること
やまや もりに いったら、きの ねもとを 見て みましょう。ねっこが でて いたり、うえの きに おおわれて いたり する きが あるかもしれません。
こうしきの 情報
かんきょうしょうの ホームページで、「えっきょうたいきおせん・さんせいう ちょうき モニタリング ほうこくしょ」を さがして みましょう。
今日できること
近くの公園や街路の木を1本選んで、枝の先が枯れていないか、見てみてください。枯れた枝があったら、雪や風の被害、虫、上の木の陰など、酸性雨のほかの原因を考えてみます。木には近づきすぎず、遠くから観察しましょう。
出かけてできること
山や森に行く機会があれば、根元の表土が流れて根が出ている木や、上の大きな木に覆われている木を探してみましょう。日光の調査でも、そうした木が見つかっています。
公式情報
環境省が公開している「越境大気汚染・酸性雨長期モニタリング報告書」に、調査地点や結果が載っています。都道府県の環境研究所も、地域の観測結果を出しています。
今日できること
近くの木を1本選び、枝先の枯損や葉の変色を観察して、原因になりうる要因(雪・風・虫・被圧・表土の流出)を表にして考える。日光の調査が、原因を複数から絞る手順のヒントになる。
出かけてできること
森林公園などで、根の露出や上木による被圧が見られる木を探し、衰えの要因を推測する。
公式情報
環境省の「越境大気汚染・酸性雨長期モニタリング報告書」(本編・概要版)と、栃木県の酸性雨等森林衰退モニタリング事業の報告を読み、地点ごとの原因の書き方を比べてみるのもよい。より新しい年度の報告が出ていないかも確認したい。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
日本での観測結果は環境省の報告書と栃木県の調査報告に、海外の話は各機関の解説に依拠する。数字は、報告書に書かれた範囲のものだけを使った。
- 気象庁「酸性雨とは」 https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/env/acid/info_acid.html (酸性雨の定義・pH5.6・原因物質)
- 環境省「越境大気汚染・酸性雨長期モニタリング報告書(平成25〜29年度)概要版」 https://www.env.go.jp/content/900396847.pdf (調査設計・森林と湖沼の結果・二酸化硫黄の傾向)
- 環境省「越境大気汚染・酸性雨長期モニタリング報告書(平成25〜29年度)本編」 https://www.env.go.jp/content/900501055.pdf (酸性雨問題の経緯・各地点の衰退の原因)
- USDA Forest Service Research: Cleaning the air (Hubbard Brook) https://research.fs.usda.gov/nrs/articles/cleaning-air-hubbard-brooks-legacy-fight-against-acid-rain (北米での発見・土壌経由の影響)
- FAO 森林被害に関する論考(Kandler) https://www.fao.org/4/v0290e/v0290e07.htm (ドイツの森林枯死をめぐる見方)
- 栃木県農業試験場の報告 https://www.agrinet.pref.tochigi.lg.jp/nousi/kenpou/kp_042/kp_042_03.pdf (酸性土壌とアルミニウム・報告例の目安)
- 栃木県 酸性雨等森林衰退モニタリング事業(調査報告) https://www.pref.tochigi.lg.jp/d57/documents/sanseiu.pdf (日光の調査方法と判断の例)
- WSL「Soil conditions in European forests have improved」 https://www.wsl.ch/en/news/soil-conditions-in-european-forests-have-improved/ (欧州の森の土壌水の変化)
- Cary Institute プレスリリース(PNAS 2025の研究) https://www.caryinstitute.org/news-insights/press-release/forests-recovering-acid-rain-mine-rocks-nutrients-leading-less-acidic (ハバードブルックの森の回復と課題)
なおした ところ
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