Dynamic Soil Properties of Regenerating Coastal Wetlands within Abandoned Agricultural Fields
ノースカロライナ州の放棄された農地において再生が進む沿岸湿地は、土壌炭素を蓄積し垂直的な堆積を行っているものの、その現在の速度は地域の海面上昇に追いつくには不十分であり、かつその土壌炭素貯蔵量は原生の潮汐湿地よりも著しく低いため、回復力を高めるための積極的な管理が必要であることを示している。
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地球の海岸線を、巨大でスローモーションな綱引きだと想像してみてください。一方では、地球温暖化と氷の融解によって海が上昇し、年々強く引っ張っています。もう一方では、陸地が泥や砂、腐った植物の葉を積み重ねることで、水面の上に頭を保とうとしています。この戦いは世界中で起きていますが、「塩水侵入」と呼ばれる現象のせいで、事態はややこしくなっています。これは、開いた窓や壊れたパイプから、塩水の侵入者が淡水の家に忍び込むようなものです。塩水がかつて淡水だった場所に押し入ると、土壌の化学的性質が変化し、木々にとって心地よい家から、塩分に強い植物しか生き残れない過酷な環境へと変えてしまいます。このプロセスは「ゴーストフォレスト（幽霊の森）」、つまり骸骨のように見える枯れた木々の群生を生み出し、最終的には陸地を潮汐湿地へと変えてしまいます。科学者たちがこれを深く懸念しているのは、これらの沿岸湿地が「自然のスポンジであり盾」として機能しているからです。これらは空気中の二酸化炭素を吸収し、内陸部を高潮から守ってくれます。しかし、もし海の上昇速度が陸地の形成速度を上回れば、これらの盾は消滅し、蓄えられていた炭素が再び大気中に放出されてしまいます。
この研究は、この綱引きにおけるノースカロライナ州の特定の領域に焦点を当て、湿地へと戻ろうとしている古い放棄された農地について調査しています。科学者たちは主に2つのことを知りたかったのです。第一に、再生中の湿地は、上昇する海に追いつく速さで土壌を築き上げているのか？ 第二に、塩水が移動するにつれて、土壌はどう変化するのか？ 彼らは、森林（過去）、ゴーストフォレスト（移行期）、そして活動的な湿地（現在）から土壌をサンプリングすることで、景観を一つのタイムラインとして扱い、塩水の移動に伴って土壌の「個性」がどのように変化するかを調べました。
研究の結果、これらの放棄された農地は確かに回復しようとしていることが分かりました。過去1世紀にわたり、これらはゆっくりと土壌と炭素を蓄積し、農地から新しい湿地へと成長してきました。しかし、必ずしも良いニュースばかりではありません。研究者たちが土壌が積み上がる速度を測定したところ、森林、ゴーストフォレスト、または湿地であるかに応じて、平均して年間約0.30〜0.39 cmの速度で成長していることが分かりました。問題は、海の上昇速度がそれよりも速いことです。この地域では、1977年以降、海面は年間0.49〜0.56 cmの速さで上昇しています。それはまるで、海が4分間のマイル走をしている間に、陸地が6分間のマイル走をしているようなもので、いずれ水が陸地を飲み込んでしまうでしょう。
論文はまた、土壌に蓄えられた「ブルーカーボン（青い炭素）」、つまり植物の根や分解する葉に閉じ込められた炭素についても調査しました。彼らは、これらの放棄された農地がかなりの量の炭素（深さ200 cmまでで1平方メートルあたり約24.4 kg）を蓄積していることを発見しましたが、近くにある健康的で手つかずの湿地（1平方メートルあたり約45.2 kgを保持）に比べると、依然として大幅に少ないことが分かりました。なぜ違いがあるのでしょうか？ 著者らは、数十年前の農民によって掘られた古い排水溝が、水位が高い時でも空気を土壌に送り込む「開いた窓」として今も機能しているためだと示唆しています。この余分な空気が、微生物が炭素をより早く食べるプロセス（ミネラリゼーション／無機化と呼ばれる）を促進し、土壌が本来あるべき厚さと豊かさを築くのを妨げているのです。さらに、これらの地域の土壌は、過去の火災や塩水のストレスからまだ回復している最中であり、それが炭素蓄積率を意図されたよりも低く保たせています。
本研究は、これらの放棄された農地が、助けなしに現在の海面上昇に追いついているという考えを明確に否定しています。データは、現在の土壌形成速度では、将来的に土地が溺れるのを防ぐには不十分であることを示唆しており、特に2050年までに海面上昇がさらに加速すると予測されている中で、その傾向は顕著です。著者は、これらの土地が永遠に運命づけられていると言っているわけではありませんが、単にこれらのフィールドを放置しておくだけでは、十分な速さではないと示唆しています。彼らは、排水問題の解決や特定の耐塩性植物の植栽など、土壌形成と炭素蓄積を加速させるための「積極的な管理」が必要になるかもしれないと提案しています。要するに、陸地は戦おうとしていますが、人間が漏れを塞ぎ、成長を促進する手助けをしなければ、この綱引きのラウンドではおそらく海が勝利するでしょう。
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