生態：熱帯林の二次遷移に共生的窒素固定が果たす重要な役割

森林は陸上の炭素シンクの大きな部分を担っているが、そのCO₂隔離能力は、植物の生育を制限する主要な栄養素である窒素の量によって制約されていると考えられる。多くの熱帯林には大気中窒素（N₂）を固定する能力を持つ高木種が存在するが、この機能群が、森林が撹乱や過去の土地利用から回復したり、増加するCO₂に対応して拡大したりする際に必要となる窒素を供給できるのかどうかは明らかでない。今回我々は、熱帯林の迅速なバイオマス蓄積の過程で生じる生態系規模の窒素不足を、N₂固定によって克服できる強力なフィードバック機構を見いだした。パナマでの300年にわたる年代系列では、N₂を固定する高木種が1個体につき、近隣の非固定高木種の最高9倍もの速度で炭素を蓄積し（その差は最も若い森林で最も大きい）、固定の量および時期には種特異的な差異が認められた。急速な成長および大きな固定量の結果として、窒素固定種は、最初の12年間で森林の正味の成長（1ヘクタール当たり炭素5万kg）を支えるのに必要な窒素量の大部分を供給した。生態系の機能的多様性の重要な要素の1つは、林齢系列の全体にわたって異なるN₂固定高木種が存在することで確保されていた。これらの知見は、共生的N₂固定が、熱帯林の林分発達時の窒素循環で中心的な役割を担っている可能性があり、熱帯林のCO₂隔離能力についてもおそらくは重要な意味を持つことを示している。

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