気候変動と集約農業は地上の自然に影響を与えているだけではなく、土壌にも問題があることが研究で明らかになりました。したがって、地下で分解する小動物は温度が上昇するにつれて小さくなります。一方、農業はこれらの土壌動物の密度を減らします。両方が一緒になって、土壌中の有機物質の分解の減少につながり、すべての生態系にとって重要な栄養素のリサイクルも減少します。
ほとんど気づかれず、隠れて、小さな「サービスプロバイダー」の軍隊が私たちの足下で働いています。無数の小さな昆虫、クモ類、その他の土壌に住む生物が、枯れた植物やその他の有機物質を分解し、それらに含まれる栄養素をリサイクルするために精力的に働いています。したがって、それらは植物の成長と地上生態系の機能の基礎を形成します。
地下生活環境への二重の負担
しかし、この極めて重要な地下世界は、二重の意味でますますプレッシャーにさらされています。一方で、気候変動は地表温度の上昇と干ばつの増加を引き起こしています。一方で、土地の集中利用は土壌生物にも影響を与えます。研究によると、地下の生物多様性は、肥料や殺虫剤の使用、耕作や草刈り、また草原の作物への転換によって減少していることがわかっています。しかし、これらの悪影響は、生態学的で土壌に優しい地域の管理によって少なくとも部分的に緩和することができます。これは観察によっても証明されています。
しかし、問題は、この国やその他の地域の多くの地域が、気候変動と土地利用という両方の悪影響に同時に対処しなければならないことです。しかし、ハレにあるヘルムホルツ環境研究センターのルイ・イン氏らが説明するように、この二重の負担がどのように作用するのか、そしてそれが土壌動物に同じ結果をもたらすのかどうかはこれまで知られていなかった。そのため、彼らは現在、ダニやトビムシなどの土壌に生息する微小節足動物を例として使用して、生態学的試験施設でこれをより詳細に調べています。この施設では、耕作地と草原の試験地域を、将来の気候を模擬したさまざまなレベルの栽培にさらします。つまり、気温が0.6度高く、秋と春の降水量が10パーセント増加し、夏の雨が20パーセント減ります。
気候変動により土壌動物が小型化している
シミュレートされた気候変動と集中的な土地利用の両方が、土壌に生息する微節足動物の大幅な減少につながったことが判明した。草地と比較して、気候変動の影響を受けた地域ではバイオマスが 17 パーセント減少し、集約的に耕作された耕地では 37 パーセント減少しました。しかし、驚くべきことは、インと彼の同僚が報告しているように、土壌に存在するバイオマスの損失は両方のストレス条件下で発生したものの、その原因は非常に異なり、互いに独立していたということです。人為的な気候変動により、個々の節足動物は約 10% 小さくなりました。
研究者らは、体のサイズが小さいと過剰な熱を放出しやすいため、熱帯地方の動物が寒冷極地の近縁種よりも小さいことが多いのはこのためだと説明している。ダニや昆虫などの冷血動物も、より高い温度で代謝と発育が速くなります。 「その結果、新しい世代がより早く出現しますが、その後は規模が小さいままになります」とイン氏の同僚マーティン・シェドラー氏は説明する。 「これはおそらく、小型の種だけが優勢になるだけでなく、同じ種内の小型の個体も優勢になることを意味するでしょう。」
有機農業では気候変動の影響を補うことはできない
一方、集約的な農業はまったく異なる結果をもたらしました。大量に耕作された耕地では、土壌中の微小節足動物のサイズではなく数が減少しました。科学者らは、これらの耕作地の土壌では、ほとんど利用されていない草原に比べてダニやトビムシの数が約47パーセント少ないことを発見した。 「刺激的かつ厳粛な点は、気候と使用の影響が相互にほとんど影響を与えないことです」とシェドラー氏は言います。しかし、それが意味するのは、たとえ土壌が優しく生態学的に管理されるように農業を変えたとしても、これは土壌動物の密度の減少を防ぐのに役立つということです。しかし、これでは気候変動の悪影響を相殺することはできません。
「温暖化によって破壊される恐れのあるすべてのものを、環境に優しい土地利用によって救うことができるわけではありません」とシェドラー氏は要約します。気候変動の影響を軽減するには、できるだけ早く温室効果ガスに直接対処する必要があります。 「何か他のことが起こることに依存することはできません」と研究者は警告します。
出典: ヘルムホルツ環境研究センター – UFZ;技術記事: eLife、 doi: 10.7554/eLife.54749
