産総研による自然再生技術の取り組み 自然再生技術とは何か？どのような取り組みがあるのか？

この記事で分かること

産総研による自然再生技術の取り組み

　産業技術総合研究所（産総研）は、2025年4月に「実装研究センター」を新設し、社会課題の解決に向けた技術の社会実装を加速する取り組みを開始しました。

　https://www.aist.go.jp/aist_j/news/au20250401_2.html

　産総研の第6期中長期目標では、「エネルギー・環境・資源制約への対応」「人口減少・高齢化社会への対応」「レジリエントな社会の実現」の3つの社会課題の解決が掲げられています。

　これらの課題に取り組むため、7つの実装研究センターが設立され、所内の研究成果を結集し、産総研の総合力を最大限に生かした研究開発を推進していくとしています。

　今回は7つの実装研究の一つである「ネイチャーポジティブ技術」の自然再生技術ついての解説となります。

自然再生技術とは何か

「自然再生技術」とは、人間の活動によって損なわれたり、劣化した自然環境を、本来の健全な状態に回復させるための技術や手法の総称です。ネイチャーポジティブの考え方において、単に悪影響を減らすだけでなく、積極的に自然を豊かにしていくための重要な柱となります。

自然再生技術の種類とアプローチ

　自然再生技術には、対象とする生態系や劣化の状況に応じて様々な種類とアプローチがあります。大きく分けると、以下の2つのアプローチがあります。

1. 能動的再生（Active Restoration）: 人が積極的に介入し、地形の造成、土壌改良、植生の導入、生物の放流などを行う方法です。
   • 特徴: 即効性が期待できる、大規模な再生が可能。
   • 課題: 費用がかかる、外来種の問題や遺伝的攪乱（かくらん）のリスク、人工的な介入が生態系の自然な回復を阻害する可能性など。
2. 受動的再生（Passive Restoration / 自然回復促進）: 人為的な攪乱要因（汚染源、外来種など）を取り除き、自然の回復力に任せる方法です。
   • 特徴: 費用が抑えられる、生態系の自然なプロセスを尊重できる。
   • 課題: 回復に時間がかかる、回復が期待できない場合もある。

多くの場合、これらのアプローチを組み合わせたり、段階的に適用したりします。

自然再生技術の具体的な例は何か

　様々な生態系で、以下のような自然再生技術が活用されています。

森林再生技術

• 植林: 伐採跡地や荒廃地に、在来種を中心とした苗木を植える。
• 自然林化促進: 人工林を放置したり、間伐や下草刈りを行って自然に多様な樹種が育つように誘導する。
• 土壌改良: 森林の土壌が痩せている場合に、腐葉土やバイオ炭などを投入して土壌の肥沃度や保水力を高める。
• 鳥獣害対策: 植林した苗木や自然林の若芽がシカなどの食害に遭わないよう、防護柵の設置や個体数管理を行う。

河川・湿地・干潟の再生技術

• 河川の蛇行復元: 直線化された河川の流路を、かつての蛇行した形状に戻し、多様な流速や水深、河岸の環境を創出する。
• 魚道の設置・改良: 堰やダムによって分断された河川の上下流間の魚類の移動を可能にする。
• 氾濫原の復元: 堤防の引き下げや移設などにより、河川が氾濫するエリア（氾濫原）を回復させ、湿地環境や遊水機能を再生する。
• 干潟・藻場の造成・再生: 埋め立てられた干潟や藻場を再生し、多様な生物の生息場所や水質浄化機能を回復させる。
• 人工湿地の造成: 排水の浄化や生物多様性保全を目的に、人工的に湿地を造成する。

里地里山・農地の再生技術

• 耕作放棄地の活用: 耕作放棄地をビオトープ（生物生息空間）として再生したり、伝統的な農法や有機農業を導入して生物多様性を高める。
• ため池の再生: 放置されたり、外来種が蔓延したりしたため池の水を抜いて底質を改良し、在来種の生息環境を回復させる「ドビ流し」など。
• 休耕田の湿地化: 田んぼを湿地に転換し、水生生物の生息地として活用する。

都市部の自然再生技術

• ビオトープの造成: 学校や公園、商業施設などに、地域の生物が生息できるような小さな生態系空間を創出する。
• 屋上緑化・壁面緑化: 都市のヒートアイランド現象緩和や生物の休憩場所提供のために、建物の屋上や壁面を緑化する。
• 雨水浸透施設の設置: 雨水を地面に浸透させ、地下水涵養や河川への急激な流出抑制に貢献する。

産総研の自然再生技術への取り組みは何か

　産総研は、直接的に「自然再生技術」という名称で個別の技術開発を行っているというよりは、ネイチャーポジティブ技術という大きな枠組みの中で、自然再生に資する様々な基盤技術や評価技術を開発しています。

具体的には、以下のような技術で間接的・直接的に自然再生に貢献します。

• 環境DNA解析技術: 再生事業の前後の生物多様性の変化を評価し、事業の効果を検証する。また、再生すべき在来種の把握や、侵入した外来種の早期発見に役立つ。
• リモートセンシング技術: 広域の植生回復状況や水域の変化をモニタリングし、再生事業の計画立案や効果検証に利用する。
• 土壌・地下水環境の評価・浄化技術: 汚染された土地の土壌や地下水を浄化し、自然が回復できる基盤を整える。
• バイオ炭生産・利用技術: 森林整備で出る未利用バイオマスからバイオ炭を生産し、土壌改良材として利用することで、荒廃地の再生や農地の生産性向上に貢献する。これは、土壌中の炭素固定にも繋がり、気候変動対策と自然再生の両立を目指すものです。

バイオ炭で土壌が回復する理由

　バイオ炭（Biochar）は、木材、竹、もみ殻、家畜糞尿などのバイオマスを、酸素が少ない状態で熱分解して作られる炭化物です。これを荒廃地の再生や農地の生産性向上に貢献する理由は、主にその物理的・化学的特性と、微生物との相互作用にあります。

荒廃地の再生への貢献

　荒廃地は、土壌の栄養分不足、保水性の低さ、pHバランスの崩れ、有機物の欠如などが原因で、植物が育ちにくい環境になっています。バイオ炭は、これらの問題を改善し、自然の回復力を高めることで、荒廃地の再生に貢献します。

土壌構造の改善（物理性）

• 多孔質な構造: バイオ炭は非常に多孔質な構造をしており、スポンジのように無数の微細な孔を持っています。これを土壌に混ぜることで、土壌の団粒構造（土の粒子が集合して塊になる構造）が促進されます。
• 保水性の向上: 多孔質な構造が水分を保持し、土壌の保水性を高めます。これにより、乾燥しやすい荒廃地でも植物が利用できる水分が増え、乾燥ストレスを軽減します。
• 通気性の改善: 孔が空気の通り道となり、土壌の通気性を向上させます。植物の根は呼吸をするため、適切な通気性は根の健全な成長に不可欠です。
• 排水性の改善: 粘土質の土壌など、水はけが悪い荒廃地では、バイオ炭の添加によって余分な水を排出する能力も高まります。これにより、根腐れを防ぎます。

土壌の化学性改善

• pH調整: 一般的にバイオ炭はアルカリ性（pH 8〜10程度）を示すため、酸性土壌のpHを中和し、植物の生育に適した環境に調整します。
• 養分保持能力の向上（保肥性）: バイオ炭の表面はマイナスに帯電していることが多く、土壌中のプラスイオンの栄養分（アンモニウムイオン、カリウムイオンなど）を吸着・保持する能力（陽イオン交換容量：CEC）を高めます。これにより、肥料成分が雨で流出するのを防ぎ、植物がゆっくりと利用できるようになります。
• 有害物質の吸着: 一部のバイオ炭は、重金属などの有害物質を吸着し、植物による吸収を抑制する効果が期待されます。

微生物活動の活性化

• 微生物の棲み処: バイオ炭の多孔質な構造は、土壌中の有用な微生物（菌根菌、窒素固定菌など）にとって最適な棲み処となります。
• 生態系の活性化: 微生物の活動が活発になることで、土壌中の有機物の分解・循環が促進され、植物が利用できる栄養分が増加します。これにより、土壌の生態系全体が健全化し、植物の定着と成長をサポートします。