航空LiDARマップがスコットランド・ケアンゴームズで再生する600万本の樹木を明らかに

ケンブリッジ大学主導の研究チームは、軽飛行機から収集したレーザースキャンをスコットランドのケアンゴームズ国立公園の詳細な3次元マップに変換し、その結果得られた画像には、この規模ではほとんど記録されたことのないものが写し出されている。何世紀もの間樹木が存在しなかった土地に、在来林が再び広がりつつあるのだ。

調査は国立公園内の569平方キロメートル（km²）を対象とし、600万本を超える個々の樹木を特定し、それぞれの正確な高さを記録した。そのうち約265万本、全体の40％強は高さ5メートル（16フィート）未満で、古い森林の残存ではなく、若く自然に再生した個体であることを示している。

この成果は、60,000ヘクタールにわたる景観規模のシカ管理アプローチを採るケアンゴームズ・コネクト自然再生パートナーシップにとって、初期の成功事例を記録するものだ。チームによると、パートナーシップ地域全体でシカの駆除が増加した後、数百万本の若木が自然に定着したという。

ケアンゴームズ調査はどのように行われたか

生データはLiDARから得られた。LiDARは、光のパルスが対象に当たって跳ね返るまでの時間を計測することで距離を測るレーザースキャン技術である。装置は地上600メートル（約2,000フィート）を飛行する軽飛行機に搭載され、公園の広大な範囲を掃引して、下に密な測定点の点群を構築した。

その点群を樹木ごとの目録に変えるには、新たな解析手法が必要だった。ケンブリッジ大学のチームは、スキャンを処理するAI支援手法を開発し、調査地域全体にわたって個々の樹木を周囲の植生や地形から区別できるようにした。この解像度と規模で手作業による試みは非現実的であろう。

自動化された結果が信頼できるか確認するため、研究者らは地上で点測定を行い、マップが示すものと比較した。これらの現地確認によりマッピングされた樹木の精度が検証され、デジタル目録が公園内で実際に生育しているものを反映しているとチームは確信した。

マップが示すもの

得られた画像は、その詳細さにおいて異例である。森林を一般化された緑の区画として描くのではなく、各樹木とその高さを解像し、再生が集中している場所と、まだ始まったばかりの場所を見分けることを可能にしている。

• 569 km²の調査地域全体で600万本を超える個々の樹木を特定。
• すべての樹木について高さを測定し、単に数えただけではない。
• 265万本、つまり40％強が高さ5メートル未満で、最近の自然再生を示す。
• 地上での点測定を用いてマッピング結果の精度を検証。

再生は森林の縁とその先に集中

小さな再生木は主に既存林の縁付近で見られ、そこは種子が最も着地しやすい場所である。このパターンは生態学者が自然の種子散布に期待するものであり、新たな成長が景観全体にランダムに現れるのではなく、既存の森林から外側へ放射状に広がっていることを示唆している。

しかしマップはさらに驚くべき詳細も明らかにした。最寄りの森林の縁から0.5キロメートル以上離れた場所に定着した若木もあったのだ。これらの外れ値は種子がどれほど遠くまで移動し得るかを示し、現在の樹木限界をはるかに超えて開放地へ森林が広がる可能性をうかがわせる。

樹木が根付く場所はハビタットの種類に左右される

すべての土地が等しく受け入れやすいわけではなかった。調査では、湿った沼地では乾燥したヒースランドよりも新たな樹木の定着が少なく、局所的なハビタット条件が再生の成否を決める重要な役割を果たすことが示された。この違いは、景観がどれほど早く回復するかを予測しようとする者にとって重要である。なぜなら、この規模の公園では回復の進展が一様にはならないことを意味するからだ。

景観規模でのシカ管理

マップに記録された回復は自然に起きたものではない。それはケアンゴームズ・コネクト・パートナーシップの60,000ヘクタールにわたる協調的なシカ管理アプローチに続くものだった。この面積は単一の地所や保護区よりはるかに大きい。シカの駆除増加は、LiDARデータに今や見える数百万本の若木の自然定着と関連している。

この景観規模という枠組みが結果の核心である。パートナーシップが国立公園内の孤立した断片ではなく連続した一帯で活動しているため、ある地域で発芽した実生は隣接する土地へ広がる余地を持つ。マップは、このアプローチがこれまでに生み出したものを樹木レベルで示している。

自然再生を監視する新たなツール

ケアンゴームズでの具体的な発見を超えて、このプロジェクトは他の地域の再生取り組みにも応用できる監視手法を示している。ケンブリッジ大学のアランド・チャン博士は、このマッピングの精度と規模を画期的なものだと評した。

「再生中の樹木をこれほど正確に、これほど大規模にマッピングできる能力は、景観規模で自然再生を監視するための画期的な進歩です」とチャン氏は述べた。「つまり、若木を効果的にマッピングし、再生目標が達成されているかを評価し、将来の再生作業に情報を提供できるのです」

この能力は、大規模な再生プログラムが長く抱えてきた問題に対処する。数百平方キロメートルにわたって若木を手作業で数えることは現実的でなく、衛星画像は背の高い植生の下や隣にある小さな個体をしばしば識別しにくい。航空LiDARと自動解析の組み合わせは中間的な道を提供する。広い範囲をカバーしつつ、個々の若木を分離し、どれだけ成長したかを記録できる十分な解像度を持つ。

調査を繰り返せば、それらのスナップショットを動画に変え、土地管理者が再生が加速しているのか、停滞しているのか、時間とともに新たなハビタット類型へ移行しているのかを追跡できるようになる。高さデータはその文脈で特に有用である。なぜなら、成長する樹木群は調査ごとに測定値の分布が上昇することで現れるからだ。

ケアンゴームズの結果が意味するもの

見出しの数字である600万本を超える樹木はそれ自体印象的だが、より重要な発見はその背後にあるパターンかもしれない。再生は自然に、規模を伴って、そして主に条件が整った場所で起きている。種子源の近く、排水の良いヒースランド、そして若い森林が拡大する余地を持つ十分に大きな管理地域内である。

ケアンゴームズのマップは完成した森林を表しているわけではない。それらは回復の始まりを示しており、閉鎖林へと成熟するまで数十年かかる若木に集中している。しかしそれらは、再生パートナーシップがしばしば欠いてきたものを提供する。景観規模の介入が地上で測定可能な結果を生んでいることを示す、正確で検証可能な基準である。

この記事はPhys.orgの報道に基づいています。元記事を読む。