コンゴ盆地中央部の熱帯泥炭湿地とテラファーム森林における細根生産量の最初の推定値

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12315 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

熱帯泥炭地は部分的に分解された植物物質を蓄積するため、炭素濃度の高い生態系です。 この有機物のかなりの部分は細根生産物 (FRP) に由来している可能性があります。 しかし、熱帯泥炭地に関する FRP 推定値はほとんど存在せず、中央コンゴ盆地にある世界最大の泥炭地複合体からの推定値は存在しません。 今回我々は、ヤシが優勢な広葉樹林である泥炭湿地林内で、1か月の期間（乾期から雨期にまたがる）を3回にわたって深さ1mまで測定した、現場の透明なチューブ（ミニリゾトロン）からの根の繰り返し写真を使用してFRPについて報告します。泥炭湿地林と地盤林が優勢でした。 3 つの生態系タイプでそれぞれ 2.6 ± 0.3 Mg C ha-1 年、1.9 ± 0.5 Mg C ha-1 年、および 1.7 ± 0.1 Mg C ha-1 年という FRP が見つかりました (平均±標準)エラー; 生態系タイプに大きな違いはありません)。 これらの推定値は、世界中で公表されている FRP の範囲内に収まります。 さらに、我々の広葉樹泥炭湿地推定値は、同様に広葉樹が優勢なミクロネシアの熱帯泥炭地における他の唯一の FRP 研究と類似しています。 また、FRPは深さとともに減少し、乾季に最も高くなることがわかりました。 全体として、我々は、ミニリゾトロンが熱帯林や泥炭地の FRP を推定するための低擾乱法として使用できることを示します。

土壌有機物は、地球上で有機炭素の最大の陸上貯留層です1、2。土壌有機物のほとんどは、落葉落葉と根を介した地上および地下の植物の生産に由来します3。 土壌有機物へのこれら 2 つの投入物のうち、根はその生化学的組成と土壌微生物や鉱物表面との直接接触により、より効率的に安定した有機化合物に変換されます 2,3,4。 さらに、細根（一般に直径 2 mm 未満と定義される 5）は、年間純一次生産量の 30% も占めると推定されており 6、土壌有機炭素の重要な供給源となっています 7。 したがって、細根生産量 (FRP) を正確に測定することが重要です。

世界的には、2 つの主要なパターンが、熱帯泥炭地における FRP の推定の重要性を示しています。 まず、生態系の生産性が全体的に高いことを考えると、当然のことながら、FRP は熱帯で最も高くなっています 8、9、10、11。 第二に、泥炭地には死んだ植生から部分的に腐敗した有機物質が蓄積し、その結果、地球上で最も炭素濃度の高い生態系の一部が形成されます12、13。したがって、これらのシステムにおけるFRPを理解することが優先事項です。 しかし、熱帯泥炭地における FRP の推定値は世界的にも稀であり、私たちの知る限り、この生態系における FRP の推定値はミクロネシアで 1 つだけ発表されています 14。 コンゴ盆地中央部にある世界最大の熱帯泥炭地複合体については、FRP の推定値が不足しています。 熱帯泥炭地における FRP 推定値の不足は、これらの環境での作業、特に浸水した条件下での地下プロセスの研究における方法論的な困難に部分的に起因しています。

決定的に重要なことは、テラファーム（洪水や河川のない）熱帯林における FRP を評価するための標準的な方法は、熱帯泥炭土壌には適していないということです。 内方成長コア（新しい根の成長を捕捉する、根のない土壌で満たされたケージ）とリゾトロン（細かい根の成長を測定するための窓を備えた垂直に切り取られた土壌ピット）15の適用は、密な根マット（すべての根を除去する）のため、熱帯泥炭地では妨げられます。泥炭から内方成長コアを得るために根を作るのは困難です）、および水浸しの条件（水の下にあるためリゾトロンウィンドウは見えません）。 コンゴ盆地中央部の泥炭地にある調査地域で FRP を推定する際のこれらの問題を克服するために、マングローブ土壌用に最近開発されたミニリゾトロン技術、つまり EnRoot システム 16 を使用しました。 EnRoot minirhizotron システムは、土壌に設置された透明なアクリル管で構成されており、その中に画像モジュールを挿入して、時間をかけて繰り返し写真を撮り、根の長さの変化率を決定できます17。 これにより、熱帯泥炭地からの正確な FRP 推定が可能になります。