ホロセーン時代における世界の窒素循環の変化
Kendra K McLauchlan1, Joseph J Williams, Joseph M Craine
1Department of Geography, Kansas State University, Manhattan, Kansas 66506, USA. mclauch@ksu.edu
グローバルな生態系は,上昇する窒素汚染をバッファリングする可能性があります. 過去のデータは,最後の氷河期の間に窒素の利用量が減少していることを示していますが,最近の人間の影響は一貫した世界的な変化を示していませんので,二酸化炭素の吸収が窒素の流入を相殺する可能性があることを示唆しています.
科学分野:
- 地球システム科学 地球システム科学
- エコロジー エコロジー エコロジー
- バイオジオケミストリー バイオジオケミストリー
背景:
- 人間の活動により,世界的に活性窒素濃度が大幅に上昇し,生物圏がこうした流入を吸収する能力について懸念が生じています.
- 環境変化に対する過去の窒素循環反応を理解することは,将来の生態系行動の予測に不可欠です.
研究 の 目的:
- プレイストセーンからホロセーンへの移行期における窒素と炭素の循環の変化に陸上の生態系がどのように反応したかを調査する.
- 最近の人為的な窒素の増加と二酸化炭素の増加が,世界の窒素循環に与える影響を評価する.
主な方法:
- 六大陸の86の湖の堆積物記録における安定した窒素同位体比 (δ(15) N) の分析.
- 窒素同位体データと古気候記録,大気中の二酸化炭素濃度,および地上の炭素蓄積の推定値の比較.
主要な成果:
- 堆積物 δ(15) N値は1万5千年前から7,056年前に大幅に低下し,プレイストセーンからホロセーンへの移行期に陸上の窒素の利用量が減少したことを示している.
- この窒素の減少は,大気中の二酸化炭素と地球上の炭素貯蔵量の増加と相関していた.
- 過去500年間,人為的な窒素投入の増加にもかかわらず,沈殿体 δ(15) N の一貫した世界的な傾向は観察されなかった.
結論:
- 地球上の生態系は,最後の脱氷期に窒素の利用量が減少し,二酸化炭素と炭素の蓄積が増加した.
- 現代の大気中の二酸化炭素と生物圏の炭素吸収の増加は,最近の人為的な活性窒素濃縮をいくつかの生態系で相殺している可能性があります.
- 現在の窒素汚染に対する生物圏の反応は複雑で,炭素循環の同時変化によって緩和される可能性があります.
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