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草原の生物多様性と種の豊富さを植物のバイオエネルギーの可能性に結び付ける

ヨーロッパの種が豊富な草原は生物多様性のホットスポットであり、複数の生態系機能とサービスを提供しています。私たちは地球規模で種の喪失を経験しており、主な要因の 1 つは土地利用の変化に伴う生息地の喪失です。種が豊富な草原は、作物への転換と土地の放棄の両方によって、特に絶滅の危機に瀕しています。

土地所有者と農民は、特にそのような種が豊富な草原の真の価値が一般的な知識ではない場合(受粉媒介者、炭素貯蔵、侵食制御、生物多様性源などの多くの動物種の生息地等。)。牧草地からの干し草の経済的な使用は、良質の干し草の収量にかかっています。したがって、植物の種の豊富さを維持しながら干し草の収量を改善することは、農家が種の豊富な牧草地へのサイトの管理を継続したり、生態系を回復したりするためのより良いインセンティブを提供する可能性があります.

最近の生物多様性研究は、より多くの種とより広い範囲の機能的形質を持つ草原が、それほど多様でないものよりもうまく機能することを示しています.特に、より多様な種子混合物を播種すると、牧草地群集の種の豊富さを失うことなく、より生産的な干し草につながります。ドイツのロイファナ大学リューネブルクの持続可能性学部のヴィッキー・テンパートン教授の研究グループは、生物多様性と集合研究を組み合わせて、生態系の回復と草原の保全に情報を提供することを目指しています。目標は、いわゆる優先効果を生み出すために、多様性の高い草地と低い草地の混合物を播種することによって干し草の収量を増やし、さまざまな植物機能グループの到着順序を操作することです。優先効果は、擾乱 (クリアランス) 後に最初にサイトに到着した種が、長期間にわたって植物群集のさらなる軌道/発展に大きな影響を与え、生態系の機能とサービスに影響を与える場合に発生します。

Forschungszentrum Jülich での 2012 年から 2015 年にかけてのフィールド実験では、生物多様性とアセンブリ研究からの知識を明示的に組み合わせて、種が豊富な草原の生態学的回復における潜在的な使用をテストしました。草、マメ科植物(クローバーなどの窒素固定種)、またはハーブ(非草)を、他の2つの植物機能グループが異なる到着順序によってコミュニティの生産性に優先的な影響を与える数週間前に播種しました.特に、マメ科植物を他の種よりも先に播種すると干し草の収量が最も高くなりましたが、この効果は断続的で長続きしませんでした (Weidlich et al. 2017 Frontiers in Plant Science)。

しかし、マメ科植物を地下に播種すると、まず根の生産性が低下し、時間の経過とともに優先度の高い影響が生じます (Weidlich et al. 2017 Journal of Ecology)。これは、到着順序の影響が地上と地下で同期していないことを示唆しており、この潜在的に有用な現象は、さらなる研究が必要です。この実験では、種の多い種と少ない種の混合物を播種することによる生物多様性への影響は見られませんでしたが、これは特定の種の選択によるものである可能性があります。

種が豊富な草原からの干し草の潜在的に興味深い代替用途は、メタンガスのバイオエネルギー源としての植物バイオマスです。優先実験における干し草のメタン ポテンシャルは、博士と共同で到着処理のさまざまな順序に応じてテストされました。 Umweltforschungszentrum Leipzig (UFZ) の Denny Popp と Heike Sträube。到着順によって干し草の種の組成が変化し、特に牧草が最初に播種された場合にメタン生成量が増加しました (Popp et al. GCB Bioenergy 2017)。

全体として、この研究は、さまざまな植物官能基の到着順序を操作すると、種の組成に大きな影響を与え、したがってメタンの収量に影響を与えるだけでなく、地下の炭素貯蔵量の増減につながることを強調しています。したがって、種の豊富さを維持しながら干し草の収量を増やすことを目的とした修復は、メタンの可能性を高めることや地下貯留を目的としたもの (最初に草をまく) とは異なる到着順序 (マメ科植物を最初に播種する) を使用する可能性があります。

将来の実験では、初期の苗木の確立中に特定の気象条件でそのような結果がどのように左右されるかをテストします。この研究は、干し草の収量、メタンの可能性、生物多様性、または炭素貯蔵の改善など、新たに確立された (復元中などに) 草原コミュニティを望ましい生態系機能の結果に導く可能性を強調しています。

これらの調査結果は、ジャーナル GCB Bioenergy に掲載された、「広大な草地からのバイオマスのメタン収率は、到着順によって引き起こされる組成変化によって影響を受ける」というタイトルの記事に記載されています。この作業は、Leuphana University の Vicky Temperton が共同で主導しました。


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