森林がメタボ化している！？　窒素の動きで生態系を見る

窒素という元素の不思議

窒素は大気中の78％を占めるほど、地球上にたくさん存在するにもかかわらず、また生物が生きていくうえで欠かせない元素であるにもかかわらず、あまりにも安定しているので、ほとんどの生物が窒素をそのままの形で自分の中に取り込むことができません。生物はいろいろな形で窒素をリサイクルしています。例えば森からはほとんど窒素は出てきません。大事なので植物と微生物の間でうまくリサイクルしているのです。

過剰な窒素が生態系を混乱させる

人間は、作物を育てるために窒素肥料を田畑に撒きますが、これは植物が光合成をするルビスコという酵素が窒素を必要とするからで、窒素肥料の登場は「緑の革命」と呼ばれるほど作物の生産を安定させるものでした。しかし一方で、化石燃料の使用などによって窒素を含む酸性雨が森林を破壊する事態も起こっています。森林も窒素を必要とする生態系の一つですが、大量の窒素が雨に混じって降ってくることで、富栄養化し、人間に例えるとメタボになったうえに糖尿病を発症した感じで、せっかくの窒素を垂れ流し地下水の汚染などの影響が出ているのです。この現象は世界中で起こっていますが、まだ原因や対策はじゅうぶんではありません。本来は足りない窒素を人間がたくさん入れたために生態系がどうしていいのか困っているというのが現状でしょう。

森林のメタボ化を同位体で測定する

そこでメタボの診断でウエスト回りを計るように、森林のメタボ化も計測する手法が検討されています。その一つが森林から流れてくる硝酸イオンの同位体です。外から来る硝酸イオンは180が多く、土でできる硝酸イオンは少ないので、森のおしっことも言える渓流水を汲んで、180が多ければ危険、少なければ安全という判断ができるのです。これは、森林だけでなく、人の体の中でも、温室効果ガスにも使える計測手法です。また、このような同位体の割合を調べることで、地球の過去の歴史を読み解くこともできるのです。

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先生情報 / 大学情報

京都大学生態学研究センター教授木庭啓介先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

環境資源学、生態学

メッセージ

生態系の中を循環している窒素に着目して研究しています。窒素は大気中にたくさんある元素ですが、生物が使えるのはごくわずかです。生物たちは生態系の中で窒素をいろいろな工夫をしてリサイクルしています。一方で人間が石炭や石油を燃やして活動をした影響で、酸性雨などの形で窒素が大量に供給されています。そのため生態系が富栄養化し、さまざまな問題が起きています。どうして問題が生じるのか、どうやって解決していくのかを、私は研究しているのです。興味を持ったあなた、一緒に研究していきましょう！

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