都市の森林

都市が大気質基準の遵守に苦慮する中、樹木は空気の浄化に役立つ。都市大気中の最も深刻な汚染物質は、オゾン、窒素酸化物（NOx）、硫黄酸化物（SOx）、および粒子状物質である。地上オゾン、すなわちスモッグは、日光の存在下でNOxと揮発性有機化合物（VOC）が化学反応を起こすことによって生成される。高温はこの反応の速度を速める。NOxの主な発生源は、自動車の排気ガス（特にディーゼル車）と工業施設からの排出物である。VOCの主な発生源は、自動車の排気ガス、工業排出物、ガソリン蒸気、化学溶剤、樹木、その他の植物である。粒子状物質、すなわち粒子状物質（PM ₁₀およびPM ₂₅）は、吸入されて肺組織に残留し、深刻な健康問題を引き起こす可能性のある微細な固体または液滴で構成されている。ほとんどの粒子状物質は、煙またはディーゼル煤として発生し、心臓や肺の疾患を持つ人々に深刻な健康リスクをもたらし、健康な市民に刺激を与える可能性がある。樹木は、汚染を減らし、大気質を改善するための、重要かつ費用対効果の高い解決策である。

樹木は気温とスモッグを軽減する

広大で健全な都市林があれば、空気の質は劇的に改善される。樹木は都市部の気温とヒートアイランド現象を下げるのに役立つ。この温度低下はエネルギー消費量を削減するだけでなく、オゾンの生成が温度に依存するため、空気の質も改善する。樹木は直接日陰を作るだけでなく、多くの樹木がある場合、樹木が位置する地域と隣接する地域との間に温度差を生み出す。これにより、2つの地域の間に気圧差が生じ、風が発生する。この現象は、森林が都市の近くにある場合は都市風サイクル、森林が都市内にある場合は公園風サイクルと呼ばれる。この風は都市の気温を下げるのに役立つ。^{[ 20 ]}

• 気温が上昇すると、オゾンの生成量が増加する。
• 健全な都市林は気温を下げ、オゾンの生成を抑制する。
• 大きな木陰は、周囲の気温を3～5  ℃下げることができる。
• 樹木による日中の気温低下効果は、樹冠被覆率が1%増加するごとに最大で0.04  ℃から0.2  ℃の範囲となる。
• カリフォルニア州サクラメント郡では、樹冠被覆率を500万本に倍増させることで、夏の気温が3度低下すると推定されている。この気温低下により、オゾン濃度のピーク値は最大7％、スモッグ発生日数は50％減少すると見込まれている。

低温は駐車場の排出量を削減します^{[ 21 ]}

駐車場に木陰を作ることで温度が下がり、駐車車両からの蒸発性排出物の量が減少します。日陰のない駐車場は、周囲よりも気温が高くなることもあるミニチュアのヒートアイランドと見なすことができます。樹冠は気温を大幅に下げます。炭化水素排出物の大部分は排気管からの排気ガスですが、炭化水素排出物の16%は、駐車車両の燃料供給システムが加熱されたときに発生する蒸発性排出物です。これらの蒸発性排出物とエンジン作動開始後数分間の排気ガスは、地域の微気候に影響を受けやすいです。駐車場で車が日陰になれば、燃料や揮発性プラスチックからの蒸発性排出物が大幅に減少します。

• 屋根の被覆率が50%の駐車場に駐車された車は、屋根の被覆率がわずか8%の駐車場に駐車された車に比べて、蒸発による排出量が8%少ない。
• 樹木は駐車場内の気温低下や蒸発ガス排出量の削減に効果があるため、カリフォルニア州デイビス市のような都市では、舗装されたエリアの50％を樹冠で覆うことを義務付ける駐車場条例を制定している。
• 「コールドスタート」時の排出量

アスファルト舗装の揮発性成分は、日陰のある駐車場や道路では蒸発が遅くなります。日陰は排出ガスを減らすだけでなく、収縮やひび割れも抑制するため、メンテナンス間隔を長くすることができます。メンテナンスが少なくなれば、高温のアスファルト（蒸気）や重機（排気ガス）の使用も少なくなります。この原理は、アスファルト系屋根材にも同様に当てはまります。

汚染物質の能動的除去

樹木は、大気中の汚染物質を積極的に除去することで、汚染を軽減する役割も果たします。葉の表面にある気孔は、汚染ガスを取り込み、葉内部の水に吸収します。樹種によっては、汚染物質の吸収を受けやすく、それが植物の成長に悪影響を与える場合があります。理想的には、より多くの汚染ガスを吸収し、それらが引き起こす悪影響に強い樹木を選ぶべきです。

シカゴ地域全体で行われた調査によると、1991年には樹木が約17トンの二酸化炭素（CO）、93トンの二酸化硫黄（SO2 _）、98トンの二酸化窒素（NO2 _）、そして210トンのオゾン（O3 _）を除去したことが判明した。

炭素隔離

都市部の森林管理者は、化石燃料で動く樹木管理機器を稼働させた際に大気中に放出される二酸化炭素の量と、森林に木材として蓄積される炭素の量との関係に関心を持つことがある。

微粒子状物質の捕捉

樹木は有害ガスを吸収するだけでなく、空気中の微粒子を捕捉し、有害な微粒子状物質の量を減らすフィルターとしても機能します。これらの微粒子は樹木の表面積と葉によって捕捉されます。これらの微粒子は一時的に樹木の表面に留まり、雨水で洗い流されたり、強風で吹き飛ばされたり、落葉とともに地面に落ちたりします。樹木は微粒子状物質の一時的な宿主にすぎませんが、樹木が存在しなければ、一時的に宿った微粒子状物質は空気中に浮遊し、人体に有害な影響を与え続けるでしょう。樹木被覆率が高まると、空気中から捕捉される微粒子状物質の量も増加します。

• 葉が密生した大きな常緑樹は、最も多くの微粒子状物質を蓄積する。
• シカゴの研究によると、1991年には樹木が約234トンの10マイクロメートル未満の微粒子状物質（PM10）を除去したことが判明し_た。
•  幹の直径が75cmを超える大きくて健康な木は、直径が10cm未満の小さくて健康な木に比べて、年間約70倍の大気汚染物質（1.4kg/年）を除去する（直径10cm 未満の木は0.02kg /年）。  

都市の森林や樹木は、雨が地上に降る速度を遅くして土壌に浸透させることで水源の浄化を助け、水源に流入する可能性のある汚染物質を自然にろ過します。また、雨水流出を減らし、洪水被害を軽減し、周辺の河川や湖を保護します。^{[ 22 ]}樹木は蒸発散作用によって「グレー」インフラ（下水道や排水溝など）への負荷を軽減するのにも役立ちます。樹木は、樹冠が水を遮断し（密生した植生を提供する）、根が大量の水を水蒸気として大気中に送り返すことができるため、比較的小さな面積で理想的です。^{[ 23 ]}

都市の森林にある木々は、都市の野生生物に食料と住処を提供します。鳥類や小型哺乳類は木々を営巣場所として利用し、爬虫類は木々が提供する日陰を利用して暑い夏の間涼をとります。^{[ 24 ]}さらに、木々は低木に必要な日陰を提供します。都市の森林は陸上の動物や植物を保護するだけでなく、生存のために日陰と低い温度を必要とする魚類や水生動物も支えています。^{[ 22 ]}裕福な地域は、多くの場合、より多くの樹木（コミュニティの補助金によるものと私有地の両方）があり、その結果、都市のその地域で利益が蓄積されます。ロサンゼルスの地域を調査したところ、歴史的に裕福な地域では鳥類の多様性が高く、歴史的に貧しい地域では人里に生息する鳥類の個体数が多いことがわかりました。 ^{[ 25 ] [ 26 ]}

都市の森林は、主に効率的な森林管理の実施による間接的な効果を通じて、エネルギー使用量と CO _{2排出量の削減に貢献します。} ^{[ 27 ] [ 28 ]}樹木が提供する日陰は、年間を通して暖房と冷房の必要性を減らします。^{[ 29 ]}その結果、エネルギーの節約が実現し、発電所からの CO 2 排出量の削減につながります_。 [ ^{28 ]コンピューター}モデルによると、米国の都市部に 1 億本の樹木を使用すると、年間エネルギー消費量を 300 億 kWh 削減できます。このエネルギー消費量の削減は、20 億ドルの節約に相当します。さらに、エネルギー需要の削減により、発電所からの CO ₂排出量を年間 900 万トン 削減できます。 ^{[ 27 ]}

都市林による雨水貯留は、水が高価であったり節水が義務付けられている乾燥地域であっても、金銭的な節約につながる可能性がある。その一例として、アリゾナ州ツーソンで40年以上にわたって実施された、雨水管理コストの節約を分析した研究が挙げられる。この期間に、雨水処理コストが60万ドル節約されたと計算された。また、都市林がエネルギー使用に及ぼす影響により、灌漑に必要な水と発電所の水消費量を比較すると、正味の水消費量が減少したことも確認された。^{[ 27 ]}

別の例として、1990年代後半、ニューヨーク市の指導者たちは、キャッツキル/デラウェア流域を浄化するために、高価な浄水システムではなく、自然景観管理を追求することを選択した。今日、ニューヨーカーは世界で最も健康的な飲料水を享受している。^{[ 22 ]}

USDAガイド^{[ 30 ]}の17ページには、「木々によってビジネスが繁栄し、人々は長く滞在して買い物をし、アパートやオフィススペースの賃貸が早くなり、テナントの滞在期間が長くなり、不動産価値が上昇し、新しいビジネスや産業が引き寄せられる」と記されている。

都市の森林は、住民周辺の不動産価値の上昇と関連付けられています。フィンランドで行われた実証研究では、森林からわずか1キロメートル近づいただけで不動産価値が4.9%上昇することが示されました。^{[ 31 ]}別の情報源では、この上昇は最大20%にも達する可能性があると主張しています。^{[ 32 ]}森林によってもたらされる大気汚染、光害、騒音の軽減が、顕著な価格差の原因となっています。

都市の森林は、周辺地域に多くのメリットをもたらします。大気中の汚染物質や温室効果ガスを除去することは、都市がこの取り組みを採用する主な理由の 1 つです。大気中の汚染物質を除去することで、都市の森林は喘息や肺がんのリスクを低下させることができます。^{[ 33 ] [ 34 ]}井戸水に依存している地域では、ろ過により水の純度が向上するという好ましい変化も見られるかもしれません。^{[ 35 ] [ 36 ]}都市が提供する各都市の森林の設備は異なります。設備には、ウォーキングやランニング用のトレイルや小道、ピクニック テーブル、トイレなどがあります。これらの健康的な空間は、コミュニティが集まり、よりアクティブなライフスタイルを送る場所を提供します。

都市の森林の近くに住むことは、メンタルヘルスに良い影響を与えることが示されています。フィラデルフィア市で行われた実験的なメンタルヘルス介入では、空き地からゴミが撤去され、その一部は木や草を植え、小さなフェンスを設置することで選択的に「緑化」されました。貧困線以下の収入の「緑化」された空き地の近くの住民は、うつ病の感情が68%減少したと報告し、貧困線以上の収入の住民は41%減少したと報告しました。^{[ 37 ]}バイオフィリア仮説は、人々は本能的に自然に惹かれると主張し、注意回復理論は、自然へのアクセスから医学的、学業的、その他の成果に具体的な改善が見られることを実証しています。適切な計画とコミュニティの関与は、肯定的な結果を実現するために重要です。^{[ 38 ] [ 39 ]}

樹木は地域レベルでの経済的利益をもたらすだけでなく、個々の住宅所有者にも利益をもたらします。家の庭や家の周りに木があると、売却時に得られる住宅の価値が上がります。ある研究によると、前庭に植えられた木は住宅の売却価格を7,130ドル上げ、周辺の住宅の売却価格も上昇させます。健全な都市林は、所得の向上とも相関関係があります。都市林が豊かな地域では、所得が高く、その地域に関連する雇用の数が多く、労働者の生産性も高くなっています。^{[ 40 ]}

• Nowak, D. (2000). 樹種選択、設計、および管理による大気質改善のための建設技術。米国造園家協会年次総会議事録（オンラインで入手可能、pdfファイル）。
• Nowak, D.都市樹木が大気質に及ぼす影響USDA Forest Service (オンラインで入手可能、pdf ファイル)。
• Nowak, D. (1995). 樹木は汚染物質を排出するのか？「樹木がすべてを説明する」.第7回全国都市森林会議議事録（オンラインで入手可能、pdfファイル）。
• Nowak, D. (1993). 植物の化学物質放出。Miniature Roseworld 10 (1) (オンラインで入手可能、pdf ファイル)。
• Nowak, D. & Wheeler, J. プログラムアシスタント、ICLEI。2006年2月。
• McPherson, EG & Simpson, JR (2000). 都市林業による大気汚染の削減。カリフォルニア害虫対策協議会第48回会議議事録（オンラインで入手可能、pdfファイル）。
• McPherson, EG、Simpson, JR、Scott, K. (2002)。駐車場の日陰条例による微気候と空気質の改善。Wetter und Leben 4: 98 (オンラインで入手可能、pdf ファイル)。