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漏れやすい吸収源：森林土壌からの炭素排出量は気温上昇とともに増加する可能性が高い

ユニークな実験により、温暖化が進む地球では森林土壌が吸収するよりも多くの炭素を放出する可能性があることが示された。画像提供：アルトゥール・ステファンスキー 勉強： 北方林における土壌水分によって調節される10年間の温暖化に対する土壌呼吸の反応 北部の森林の土壌は、木々が吸い込んで光合成に使う二酸化炭素が大気中に戻らないようにする重要な貯蔵庫となっている。 しかし、 ピーター・ライヒ ミシガン大学の研究チームは、地球温暖化により、植物によって土壌に蓄積される炭素よりも多くの炭素が土壌から流出していることを明らかにしている。 ピーター・ライヒ 「これは良いニュースではない。地球が温暖化するにつれ、土壌が炭素の一部を大気中に放出することを示唆しているからだ」とミシガン大学地球変動生物学研究所所長のライヒ氏は語った。 「全体像としては、炭素の損失が増えることは常に気候にとって悪いことだ」とネイチャー・ジオサイエンス誌に掲載された研究論文の主執筆者であるリャン・グオペン氏は述べた。リャン氏は研究当時はミネソタ大学の博士研究員で、現在はイェール大学の博士研究員および地球変動生物学研究所の交換研究員である。 気温上昇が土壌への炭素の流入と流出にどのような影響を与えるかを理解することで、科学者は地球の気候の変化をよりよく理解し、予測することができます。一方、森林は地球の土壌炭素の約 40% を蓄えています。 2009年から2021年にかけてミネソタ州で行われたこの実験は、囲いを使わずに地上と地下の温度を制御した初めての実験だった。画像提供：アルトゥール・ステファンスキー そのため、気候変動が森林土壌からの炭素流出にどのような影響を与えるかを研究するプロジェクトは数多くある。しかし、3年以上継続しているものはほとんどなく、大半は土壌かその上の空気のどちらかの温暖化に注目しており、両方に注目しているわけではないとライヒ氏は言う。 ライヒ氏が主導したこの実験は、この種のものとしては初と思われるもので、研究者らは囲いを一切使用せずに、屋外で土壌と地上の温度を制御した。また、この研究は12年以上にわたって続けられた。 「私たちの実験はユニークです」と、ミシガン大学環境・持続可能性学部の教授でもあるライヒ氏は言う。「この種の実験としては、世界でも群を抜いて最も現実的なものです。」 その代わり、これほど高度な実験を長期間実行するのは費用がかかる。この研究は、国立科学財団、米国エネルギー省、ミネソタ大学によって支援された。ライヒ氏はミネソタ大学のマックナイト大学特別教授でもある。 この研究には、ミネソタ大学、イリノイ大学、スミソニアン環境研究センターの同僚らも参加し、ライヒ氏とリャン氏は研究に取り組んだ。 これはミネソタ州の 2 か所に分かれた 72 の森林区画のうちの 1 つで、研究者たちはこの区画で 12 年以上にわたって森林土壌の炭素を測定してきました。画像提供: Artur Stefanski 研究チームはミネソタ州北部の2か所で計72区画を調査し、周囲の状況と比較した2つの異なる温暖化シナリオを調査した。 一方の区画では、気温が周囲温度より1.7℃高く保たれ、もう一方の区画ではその差は3.3℃（それぞれ華氏約3℃と6℃）であった。土壌呼吸（二酸化炭素を放出するプロセス）は、温暖化が比較的緩やかなケースでは7％増加し、極端なケースでは17％増加した。 呼吸された炭素は、植物の根の代謝と、根から浸出した糖分やデンプン、植物の死体や腐敗した部分、土壌有機物、その他の生きている微生物や死んだ微生物など、利用可能な炭素含有スナックを食べる土壌微生物の代謝から得られます。 「微生物は私たち人間とよく似ています。私たちが食べたものの一部は呼吸によって大気中に放出されます」とライヒ氏は言う。「微生物は私たちとまったく同じ代謝プロセスを使って二酸化炭素を大気中に放出します。」 研究者らは、気温が高い場所では呼吸による二酸化炭素量が増加したものの、その増加は想定されるほどではなかったことを発見した。 彼らの実験設定では土壌水分も考慮されており、気温が上昇すると植物や土壌からの水分損失が加速し、土壌水分は減少する。しかし、微生物はより湿った土壌を好み、乾燥した土壌は呼吸を制限した。 「ここでの教訓は、森林が我々の望む以上に多くの炭素を失っていくということだ」とライヒ氏は言う。「しかし、この乾燥が起こらなかった場合ほどではないかもしれない」 #漏れやすい吸収源森林土壌からの炭素排出量は気温上昇とともに増加する可能性が高い