科学者が炭素を地面に保つのを助けるために北方の泥炭地をどのように復元しているか

科学者が炭素を地面に保つのを助けるために北方の泥炭地をどのように復元しているか 国連環境計画は、泥炭地を保護し、気候変動を抑えるのに役立つグローバル泥炭地イニシアチブを主導しています。 (ビン・シュウ), 著者提供

泥炭地は、気候変動との戦いにおいて最も価値のある陸域生態系のXNUMXつです。 部分的に腐敗した植物や他の有機物のこれらの深い層は、何万年も前のものです。

世界的に、泥炭地は550万平方キロメートル以上をカバーし、XNUMXギガトン以上の炭素を含んでいます— 森林を含む他のどのタイプの陸域生態系よりも。 実際、XNUMX平方メートルの北部泥炭地には、XNUMX平方メートルのアマゾンの熱帯林のXNUMX倍の量の炭素が含まれています。

残念ながら、泥炭地はひどく悪用され、被害を受けています。 それらは排水され、農地に転換され、天然資源へのアクセスのために燃やされるか採掘されました。

しかし、国連環境計画は グローバルピートランドイニシアチブ 泥炭地を救うための協調的な取り組みを主導し、世界の平均気温上昇を産業革命前のレベルより2℃未満に保つのを助けます。 私のような泥炭地の科学者たちは、試行錯誤の末、石油やガスの活動に邪魔された後、泥炭地を機能的な状態に戻すための最良の方法を見つけています。

泥炭地とは何ですか?

泥炭地は、水浸しの状態での植物の成長と微生物による分解との間の不均衡による泥炭の厚い蓄積(カナダの定義では40センチメートル以上)を特徴とする湿地です。

大気からの二酸化炭素の除去と泥炭へのその貯蔵は、過去10,000、800年にわたって地球の気候に冷却効果をもたらしてきました。 この貯蔵された炭素がすべて放出された場合、現在の大気中の二酸化炭素濃度はXNUMX倍以上(XNUMX ppm以上)になり、人類の文明と自然の生態系に壊滅的な結果をもたらすシナリオになります。

残念ながら、泥炭地はひどく悪用され、被害を受けています。 世界の泥炭地の約15%が溝掘りによって排水されており、すでに世界の二酸化炭素排出量(5.6ギガトン)の1.3%に貢献しています。 山火事などの自然擾乱も、泥炭地の健康と貯蔵炭素の安定性に深刻な脅威をもたらします。

カナダは 泥炭地の世界第XNUMX位の面積、その大部分は北方および亜寒帯地域に見られます。 しかし、林業、農業、資源採取などの人間の活動、および気温や火災の頻度の増加などの自然の混乱は、彼らの健康と安定を脅かしています。

たとえば、資源探査のために作成された冬の道路や地震線は、北方林全体に広がっており、永久凍土層の消失、森林につながっています カリブー生息地の分断化と人口減少、と 土地利用の変化によるカナダの年間メタン排出量のXNUMX%増加.

科学者が炭素を地面に保つのを助けるために北方の泥炭地をどのように復元しているか アルバータ州の沼地を通る複数の地震線と冬の道路の航空写真。 (ビン・シュウ), 著者提供

コケ植物:北方泥炭地のキーストーン種

カナダでは、北方の泥炭地は、小さな古代の陸上植物のグループであるコケ植物によって支配されており、泥炭地にとっ​​ての重要性は見過ごされがちです。 一般に「ピートモス」または「黒い土」として知られている最も重要なコケ植物のいくつか 北方泥炭地のキーストーン属であるミズゴケに属する.

コケ植物は泥炭地の地面を形成し、分解が困難な植物組織を生成し、メタンや二酸化炭素などの重要な温室効果ガスを生成する微生物活動を遅らせる化学物質を放出します。 時間が経つにつれて、コケ植物の分解されていない植物材料は泥炭の大部分を形成します。

泥炭地の回復:自然から学ぶ

北方の泥炭地の回復は、比較的新しい分野です。 1990年代後半にケベック州とオンタリオ州の園芸用泥炭地で開発された初期の試験。 アルバータ州では、 石油とガスの活動によって乱された泥炭地の回復は、試行錯誤のアプローチに依存しており、成功はさまざまで限られています。.

重要な問題のXNUMXつは、蘚苔類に対する理解の欠如と、見当違いの樹木への焦点です。 修復の実践として植栽を通じて樹木を導入し、成功の尺度として樹冠の設置を使用する傾向があります。 しかし、これらの慣行は、高地の森林生態系に最も適しています。

このアプローチは、北方の泥炭地が地層のコケ植物によって形作られているという事実を無視しています。 キーストーンコケ植物なしで、重要 泥炭地の関数は戻りません.

科学者たちは、泥炭地の植物の断片、花粉、胞子の化石記録を研究することにより、北方の泥炭地の発達と遷移を経時的に再構築することができました。 アルバータ州の泥炭地の多くは、「paludification」と呼ばれるプロセスを通じて形成されました。 以前は無機質土壌の森林植生が占めていた地域での泥炭の確立と形成。 アルバータ州の北方の泥炭地の大部分が形成され始めました 約8,000年前のpaludificationを通して.

気候が涼しくなり、土壌水分が増加するにつれて、ミズゴケはゆっくりと森林地帯に拡大しました。 最終的に、コケの成長と拡大により、現在見られるさまざまな種類の泥炭地が生まれました。

北米では、排水溝を塞ぎ、胞子、種子、根で生きたコケの破片を導入します。 カナダ東部のミズゴケが優勢な園芸泥炭地を復元。 この方法は、 コケ層転写技術(MLTT).

アルバータ州では、限られた実地試験により、埋め立てられた工業用地(たとえば、以前の原位置の石油およびガス井パッド)が 適切な土壌条件が確立されたら、泥炭地のコケの発達を支援する.

科学者が炭素を地面に保つのを助けるために北方の泥炭地をどのように復元しているか アルタのピースリバー近くの泥炭地に復元された石油とガスの井戸パッドのフィールドビュー。 (ビン・シュウ), 著者提供

ドナーコケの材料は、近くの冬の道路や地震線から収集できます。 すべての場合において、泥炭地の植生を回復させるためには、ドナーのコケの断片の導入が不可欠でした。

キーストーンコケの成長に成功すると、時間の経過とともに重要な泥炭地の機能を確実に回復させることができます。 他の植物は、ドナー材料の種子と根から同時に成長します。 樹木は自然に、または植え付けによって樹立します。

泥炭地の回復に関しては、樹木や林冠の閉鎖から、地上層のコケ植物のカーペットの開発を促進することに焦点を移す必要があります。 私たちは、気候変動との戦いにおいて、これらの小さいながらも重要な植物を有利に利用することを学ぶ必要があります。会話

著者について

ビン・シュウ、NSERC産業研究チェアカレッジ、泥炭地修復、 北アルバータ工科大学

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