Section: Ecology, Behavior and Bionomics Effects of improved Mimosa caesalpiniifolia fallows and nutrient management on soil arthropod communities in subsequent upland rice cultivation in eastern Amazonia
東部アマゾンにおけるこの研究は、6年間の*Mimosa caesalpiniifolia*による改良休耕地は、自然二次林と比較して地表性のハチ目およびクモ目の個体数を減少させることで土壌節足動物コミュニティを著しく変化させる一方で、その後の稲作における養分管理がこれらの無脊椎動物個体群に及ぼす影響はわずかであることを明らかにしている。
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熱帯湿潤地域では、何百万もの人々が文明と同じくらい古くからある農業手法、すなわち「焼畑農業」に頼っています。農家は森の一部を切り開き、植生を燃やして土壌に栄養分を放出し、数年間作物を栽培します。土壌が使い果たされると、彼らは移動し、新しい区画を切り開く間、土地を休ませて回復させます。この「休閑」として知られる休息期間は極めて重要です。これにより森林が再成長し、将来的に再び耕作ができるよう、土壌の肥沃さと構造が再構築されます。しかし、人口が増加するにつれ、農家はこれらの休息期間を短縮せざるを得なくなっています。土地が回復するための十分な時間が取れず、それが不作、土壌の劣化、そして貧困の深化という悪循環を招いています。これを解決するために、科学者たちは「改良型休閑」を提案しました。これは、窒素を自然に土壌に加える成長の早い樹木を植えることで、回復プロセスを加速させる手法です。こうした樹木の一つである自生種のマメ科植物 Mimosa caesalpiniifolia は、土壌養分の回復において有望な結果を示しています。しかし、一つの決定的な疑問が未解決のまま残されていました。この加速された回復は、目に見えない土壌の世界にも恩恵をもたらすのだろうか、という点です。土の中に住むクモ、アリ、トビムシといった小さな生き物たちは、生態系を健全に保つ複雑な食物網を形成しています。もし改良された樹木が土壌を劇的に変えてしまった場合、意図せずしてこれらの不可欠なコミュニティを傷つけ、この手法が目指す持続可能性そのものを台無しにしてしまう可能性があるのです。
東アマゾンの研究者たちは、この生態系の隠れた層を調査するために調査を開始しました。彼らは、土壌が自然に酸性で養分が乏しい、ブラジル・マラニョン州のピラペマス郡で研究を行いました。彼らは、6年間の休閑期間を経て放置された隣接するフィールドのペアを選択しました。各ペアの一方のフィールドでは、自然に現れる植物による「自然な二次林の再生」が行われていました。もう一方のフィールドでは、改良型休閑を作るために、農家が Mimosa caesalpiniifolia の木を列状に植えていました。6年間の休閑後、両方のタイプのフィールドの植生は刈り取られ、土地は upland rice（ upland 米）の栽培に向けて準備されました。以前の植生が土壌生物にどのように影響したかを理解するために、研究者たちは各水田を3つのセクションに分けました。第1のセクションは追加の栄養を与えず、第2のセクションは刈り取った植生を燃やして灰を作るという伝統的な手法で処理され、第3のセクションは窒素、リン、カリウムの合成混合肥料で施肥されました。この設定により、チームは6年間の休閑による長期的な影響と、米の管理による即時的な影響を分離することができました。
チームはフィールドに留まり、そこに生息する動物の捕獲を行いました。彼らは、地表を移動するクモやアリなどの生物を捕まえるために地面に埋めた小さなカップを使用し、また、熱と光を用いて、トビムシやダニのようなより小さな生物を抽出するために、土壌の最表層からサンプルを採取しました。結果を分析したところ、明確なパターンが現れました。その年の肥料よりも、土地の履歴の方がはるかに重要であったのです。6年間の休閑期間中にどのような植生が生えていたかということが、土壌コミュニティに永続的な「遺産（レガシー）」を残していました。改良された Mimosa の木によって覆われていたフィールドは、自然な森林再生によって育ったフィールドとは異なる種類の土壌動物を宿していました。具体的には、改良型休閑のフィールドでは、自然再生サイトと比較して、地表のクモやアリの数が著しく少なくなっていました。対照的に、地表におけるトビムシの数は Mimosa フィールドの方が高い数値を示しました。しかし、研究者が土壌の最表層の深くに住む小さなトビムシに注目すると、そのパターンは逆転しました。トビムシは、改良型休閑よりも自然な森林再生のフィールドにおいてより豊富に存在していたのです。
米の栽培中の養分管理の影響は、はるかに弱いものでした。合成肥料の添加や植生の燃焼による灰の作成は、土壌の化学組成を変化させましたが、土壌動物のコミュニティを劇的に作り変えることはありませんでした。合成肥料を使用した場合に、アリと「カメムシ目」と呼ばれる昆虫の2つのグループのみが顕著な増加を示しました。大多数の土壌生物にとって、肥料による短期的なブーストは、6年間の休閑が残した長期的な刻印と比較すれば、無視できる程度のものでした。また、研究者たちは土壌生物が食物網でつながっていることも発見しました。地表における捕食性のクモやアリの豊富さは、土壌内のトビムシの数と関連していました。トビムシが多い場所では、より多くの捕食者が存在しており、これは小さな土壌の住人たちが、より大きなハンターたちを支えるための糧を提供していることを示唆しています。
この研究は、Mimosa の木を用いた改良型休閑が土壌養分を効果的に回復させる一方で、自然な森林再生とは異なる形で土壌の生物コミュニティを変化させることを明らかにしています。その変化は一様ではありません。ある動物は改良型休閑で繁栄し、別の動物は減少します。そして、これらの影響は木が伐採され米が植えられた後も持続します。この知見は、休閑期間中に何が育つかという「遺産」が強力な力であり、肥料を加えるという即時的な影響を上回るものであることを示唆しています。焼畑農業を持続可能なものにしようとする農家や環境保護活動家にとって、これは単に土壌養分を回復させるだけでは不十分であることを意味しています。休閑期の植生の選択が地下の食物網全体を形作るのであり、土地が次世代にわたって生産性と生物学的な豊かさを維持できるようにするためには、こうした微細で永続的な影響を理解することが不可欠なのです。
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