気候変動が日常生活の中でますます顕著になるにつれ、議論の中で繰り返し登場するキーワードが一つあります。それは「炭素」です。この元素は、二酸化炭素やメタンといった温室効果ガスを構成しており、産業、農業、土地利用の変化などを通じて大気中に放出され、地球温暖化を引き起こしています。そのため、気候変動に関する議論の多くは、「どうすれば大気中への炭素の放出を抑制できるのか」という重要な問いを中心に展開されています。
その答えの一つは、自然そのものにある。植物は二酸化炭素を固定し、それを糖に変換して成長のエネルギー源とし、組織内に炭素を蓄積する。そのため、在来植生の保全と劣化した地域の再生は、気候変動対策における重要な戦略となっている。樹木は高くそびえ立ち、密度の高い木質組織を持つため、主要な炭素貯蔵庫であることは明らかであり、森林はこの議論の中心となっている。
しかし、湿地では土壌が水浸しで酸素が少ないため、枯れた植物は非常にゆっくりと分解され、泥炭として知られる炭素を豊富に含む厚い層が形成されます。泥炭地は、不釣り合いな量の炭素を貯蔵します。 地球表面のわずか3％を占めるにすぎないが、世界の土壌炭素の21％を貯蔵している。しかし、これらの生態系は強力な温室効果ガスであるメタンの主要な天然発生源でもあります。炭素吸収源と温室効果ガス発生源という二重の役割を担っているため、これらの生態系の機能にわずかな変化が生じただけでも、地球規模の影響を及ぼす可能性があります。
それでも、泥炭地に関する知識の多くは、寒冷な北部地域や湿潤な熱帯雨林から得られたものであり、そこでは絶え間ない湿気が炭素の保存に役立つ。最近まで、科学者たちは、季節の強い環境では大規模な泥炭形成は起こりにくいと考えていた。しかし ラリッサ・S・ヴェローナが主導した最近の研究、 に発表されました New Phytologistだが、そうではないことを示唆している。
研究チームは、ブラジル中央部のセラード最大の保護区の1つであるチャパダ・ドス・ヴェアデイロス国立公園内および周辺の複数の湿地で調査を行った。彼らは、ヤシが優占する沼地（地元ではヴェレダスとして知られる）と、地下水によって潤される開けた湿地草原（ 湿地.
これらの生態系がどれだけの炭素を貯蔵しているかを理解するために、研究者たちは最大4メートルの深さまで土壌コアを採取した。各層を分析することで、炭素が時間の経過とともにどのように蓄積されたかを再構築した。また、各地点で貯蔵されている炭素の総量を推定するために、地上と地下の植物バイオマスも測定した。さらに、炭素がどれほど「安定」しているか、つまり分解されやすいかを評価するために土壌の化学組成を調べ、 放射性炭素年代測定 それがどれくらい古いかを判断するため。
これらの湿地が現在どのような状態にあるかを把握するため、研究チームは温室効果ガスの排出量も測定した。土壌表面に設置した密閉容器を用いて、季節ごとに地中から放出される二酸化炭素とメタンを監視し、年間を通して排出量がどのように変化するかを追跡した。
これらの測定結果から、これらの湿地の土壌には1ヘクタールあたり1,100トンを超える膨大な量の炭素が蓄積されていることが明らかになった。これはほとんどのサバンナ植生をはるかに上回り、世界的に有名な熱帯泥炭地にも匹敵する量である。特筆すべきは、この炭素の96%が植生ではなく厚い土壌層に固定されていることである。これは、年間を通して土壌を湿潤に保つ浅い地下水のおかげである。放射性炭素年代測定の結果、この物質は数千年から数万年にわたって蓄積されてきたことが示され、中には2万年以上前の堆積物もある。著者らの推定によると、これらの湿地は約1,670万ヘクタールに及び、ブラジルの炭素環境において、これまで過小評価されてきた重要な構成要素となっている。ボタニー・ワン誌のインタビューで、ヴェローナ氏は次のようにコメントした。
「炭素は、これらの湿地系において、浸水状態、すなわち分解を遅らせる無酸素環境下でのみ貯蔵される。したがって、数千年にわたる炭素の蓄積と長期保存は、これらの湿地の水文動態が長期間にわたって比較的安定していたことを示唆している。」
過去に長期間または激しい干ばつが頻繁に発生していた場合、蓄積された炭素は酸素にさらされて分解され、長期的な蓄積は妨げられていた可能性が高い。したがって、非常に古い炭素が存在することは、これらの生態系が長期間にわたって継続的な洪水状態を維持してきたことを示している。
しかし、この長い歴史にもかかわらず、化学分析によって重要な脆弱性が明らかになった。 ヴェレダス (NAIST) と 湿地 主に草本植物で構成され、有機物にはセルロースとヘミセルロースが比較的豊富に含まれている。これらの化合物は微生物によって容易に分解されるため、他の熱帯地域の泥炭よりも脆い。一方、多くの熱帯泥炭地には、分解されにくい丈夫な化合物であるリグニンが多く含まれている。
研究者たちが温室効果ガスの排出量を測定した際に、この違いが明らかになった。セラード湿地は、特に乾季に大量の二酸化炭素を放出する。乾季には水位が低下し、土壌に酸素が供給されて分解が促進されるためだ。メタンは異なるパターンを示した。排出量は恒久的に浸水している地域で最も高かったが、季節的に浸水する地域では乾季にほぼゼロまで減少することもあった。驚くべきことに、総排出量の約70%は乾季に発生し、これらの生態系は一時的に炭素吸収源から炭素排出源へと変化した。ヴェローナ氏は、炭素とメタンの動態はどちらも水位に大きく左右され、それが無酸素状態の発生にも影響を与えると説明している。二酸化炭素の排出は好気性分解によって促進され、酸素供給が制限される高水位条件下では抑制されます。このような浸水した無酸素状態では、メタンを生成する微生物を含む嫌気性微生物が優勢になります。乾季には、水位が低下するにつれて無酸素状態が軽減または消失します。この変化は好気性分解を促進し、二酸化炭素の排出を増加させると同時に、メタンの生成を減少させます。"。
これらのプロセスは水の利用可能性と密接に関連しているため、降雨量の変化、気温の上昇、地下水の汲み上げ、土地利用の変化など、水文学的な変化は、炭素を固定する条件を崩す可能性があります。言い換えれば、何千年にもわたって蓄積されてきた炭素は、環境圧力の高まりによって、はるかに速いペースで放出される可能性があるということです。
これらの調査結果を総合すると、セラード湿地は気候変動対策の味方であると同時に潜在的なリスクでもあることが明らかになった。農業の拡大、地下水の取水、乾季の激化に伴い、これらのシステムは長期的な炭素貯蔵が急速な排出に転じる転換点に近づく可能性がある。特に緊急性が高いのは、これらの湿地がこれまでほとんど保護されてこなかったためである。 森林を優先する気候変動対策において見落とされ、主要な炭素貯蔵庫が保護されないままになっている。ベレダと 湿地 そのためには、生物多様性という観点だけでなく、世界で最も危機に瀕している生物群系の一つにおける重要な炭素貯蔵庫としての、それらの隠れた価値を認識する必要があるだろう。
記事を読む：
ヴェローナLS, ザンネAE, トランボアS, ら2026年。ブラジルのセラードに広がる見過ごされてきた泥炭と有機土壌：炭素貯蔵、動態、および安定性。 New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.71027
表紙写真: ベレダス シャパダ・ドス・ヴェアデイロス国立公園にて。写真提供：ギリェルメ・アレンカール。
