Research press release

地球科学:バイオクラストは風に吹かれる塵を減少させる

Nature Geoscience

Geoscience: Biological soil crusts reduce dust blowing in the wind

バイオクラスト(主に乾燥地の土壌表面に生息する細菌、地衣植物、非維管束植物の群落)は、全球の塵の放出を55%削減し、毎年およそ7億トンの塵の排出を抑制する可能性があることを報告する論文が、Nature Geoscience に掲載される。この知見は、全球の環境変動を管理する上でのバイオクラストの重要性を明確に示している。

バイオクラストは、世界の乾燥地の「生きている皮膚」に相当するもので、世界中の陸地表面の12%を覆い、土壌の安定性を増すことで土壌の浸食を減少させている。この安定化効果は、風を制御した小規模な実験で、塵を減少せることが分かっている。しかし、バイオクラストが全球で大気中の塵(地球の気候に大きな影響を及ぼすエーロゾル)の循環にどの程度影響を及ぼしているかは、現在までのところよく分かっていない。

今回、Emilio Rodriguez-Caballeroたちは、この安定化効果を検討するために、現在と将来の条件において、バイオクラストが全球の塵の循環とそれに対応する気候に及ぼす影響を見積もった。Rodriguez-Caballeroたちは、バイオクラストが全球の塵の放出と堆積を大きく減少させ、全体として塵の負荷を55%減少させることを明らかにした。その結果、バイオクラストは塵の気候への効果に対して、人為活動によるエーロゾルの直接的効果と相当の影響を及ぼす可能性がある。しかし、Rodriguez-Caballeroたちは、気候変動と土地利用の強化により引き起こされるバイオクラストの損失が予想通り厳しいものであるなら、全球の塵の負荷が、2070年には最大15%増加すると予測している。

Rodriguez-Caballeroたちは、バイオクラストが全球の塵の循環と関連する気候効果に及ぼす影響は、人類の健康、生物地球化学的循環、および生態系の機能に重要な意味を持つと結論付け、従って、これらの知見は、バイオクラストを全球的変動の重要な要素として検討する必要があることを示唆していると述べている。

Biological soil crusts — a community of microbes, lichens and non-vascular plants living on the soil surface that is primarily located in drylands — may reduce global dust emissions by 55%, preventing the release of approximately 700 million tonnes of dust every year, according to a paper published in Nature Geoscience. These findings highlight the importance of biocrusts in the management of global environmental change.

Biological soil crusts or biocrusts are comparable to the living skin of global drylands, covering 12% of land surface worldwide and reducing soil erosion by increasing soil stability. This stabilization effect can reduce dust emissions in small-scale wind-controlled experiments. However, the extent to which biocrusts affect the global cycle of atmospheric dust — a type of aerosol with significant effects on our climate — is, as of yet, unknown.

Considering this stabilization effect, Emilio Rodriguez-Caballero and colleagues estimate the impacts of biocrusts on the global dust cycle and correspondingly, the climate, under current and future conditions. The authors reveal that biocrusts greatly reduce global dust emissions and deposition, leading to an overall reduction in the dust burden of 55%. Subsequently, biocrusts may impact the climatic effects of dust in a comparable manner as the direct effect of aerosols from human activity. However, if the loss of biocrusts — induced by climate change and land-use intensification — is as severe as expected, in 2070, the authors predict that the global dust burden will increase by up to 15%.

The authors conclude that the influence of biocrusts on global dust cycling and associated climatic effects have important implications for human health, biogeochemical cycling, and the functioning of ecosystems. Therefore, they state, these findings suggest the need to consider biocrusts as a key player in global change.

doi: 10.1038/s41561-022-00942-1

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