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放牧と炭素隔離について 30 年間の研究が教えてくれること

これは進行中のシリーズのパート 3 です。ここにパート 1 とパート 2 があります。

このシリーズの最初の部分 何十年にもわたる草地研究が、放牧が土壌中の炭素の増加にあまり影響を与えていないように見えることをあなたに伝えました.

一方で、多くの放牧者は、彼らの優れた放牧管理が土壌有機物 (SOM) を増加させているように見えることを指摘しており、土壌有機物は約 58% の炭素であるため、より多くの炭素が隔離されていることを意味するはずですよね?

約 10 年前、2 人の科学者がこの 2 つのことについて議論しました。 1 人は、放牧管理による二酸化炭素の増加は疑わしいと述べ、もし変化があったとしてもそれらを測定することは困難であると述べました。もう一人は、土壌有機物だけが増えるということを考えると、土壌有機炭素が増えているに違いなく、それは彼の放牧管理のせいだと言いました。彼らの意見の相違を解決するために、彼らは科学者と同じことを行いました - 彼らは質問に答えるために実験を設定しました.

彼らは現在、管理集中放牧(または研究界で時々呼ばれる適応型マルチパドック放牧)の影響に関する9年間のデータを持っており、放牧が土壌中の炭素隔離を増加させていないことを示しています .実際、放牧された唯一の区画は、吸収源ではなく、炭素源であり続けています. [通信者 – ジョン・ウィック]

この種の研究が行われていることが判明したため、他の研究者はこの結果を期待するように言ったかもしれません長年。短草草原での放牧と炭素隔離を研究しているある科学者は、彼が始めたときはほとんど白髪がなかったが、今では彼の髪はほとんど白髪で、彼は引退したと私に語った.この分野の別の科学者と話をしたとき、彼はため息をついて言いました。

草原は地球の陸地の約 3 分の 1 (半分という人もいます) を占め、重要な炭素吸収源となる可能性があるため、これらの科学者やその他の多くの科学者は、草原に研究の焦点を当ててきました。そして、彼らは徹底的で粘り強いです。 1990 年以来、彼らはさまざまな放牧管理を検討してきました。軽度の連続放牧、適度な放牧、重度の放牧 (50% の除去)、短期間の高強度、および管理集約的な回転放牧です。彼らは、1 年のさまざまな時期に放牧することの影響を調べ、さまざまな割合で飼料を除去し、放牧された牧草地と放牧されていない牧草地を比較しました。彼らは、さまざまな土壌タイプ、およびさまざまな歴史的管理の地域で結果を測定しました。そして彼らは、種まき牧草地、背の高い草と混合草の草原、短草とよもぎの草原を調査しました。

ほぼ 30 年間、これらすべてのさまざまなことを調査してきましたが、研究者は放牧と土壌炭素の増加との間の確固たる関係をまだ発見していません。 .

それでは、この研究が何を示しているかを分析してみましょう。

ショートグラス草原での放牧と炭素隔離に関する数十年にわたる進行中の研究は、科学者が発見した多くの例の 1 つです . Agricultural Research Service の High Plains Grasslands Research Station の研究者は、土壌炭素を増加させたのは放牧ではないことを発見しました。 炭素増加の主な要因は 春の降水量 .乾燥した春はシステムへの炭素の流れを減らし、雨の多い夏でさえ不足を補うことができませんでした.彼らはまた、草原がCO2になる可能性があることも発見しました 旱魃の間、特に冬の間、またはバイオマスが少なく裸地が多いときの供給源.

この別の例は、北部の混交草原に関する研究です。 Fort Keogh の Livestock and Range Research Lab の ARS 研究者は、春と真夏の高強度で短期間の放牧の影響を研究しました . CO2 取り込みは、6 月下旬と 7 月にバイオマス生産でピークに達しました。放牧や休眠によって緑のバイオマスが減少すると、CO2 取り込みが減少しました。

読み進めていくと、研究を重ねるごとに同様の結論に達しました。放牧は、土壌中の炭素隔離を増加させませんでした。 ここでレビューした研究へのリンクを見つけることができます . (そこにある論文は、シリーズのこの記事と以前の記事に関連しています。このシリーズに追加するたびに、リストに追加します。)

これらすべての研究が提供するものは、非常に古く、非常に複雑なシステムへの洞察です。ある研究者グループが、自分たちの研究結果と他の研究者の研究に基づいて、これらの草原の土壌有機物は、「退氷期から 10,000 年以上にわたる植生、気候、土壌開発の古代の産物、またはさらに古い不活性亜炭である」と結論付けました。母材まで氷河で粉砕された石炭。耕作されていない寒くて乾燥した草原の有機炭素転換率の現在の推定値は、土壌炭素プールの大幅な変化には数世紀から数千年かかる可能性があることを示唆しています。さらに、グレート プレーンズ北部での大型有蹄動物による継続的な放牧は、少なくとも 8,000 年間は標準的であり、生態系は継続的な放牧下で平衡状態にある可能性があります。放牧体制の短期的な変更は、何千年にもわたって放牧されてきた有機炭素プールに対して、放牧を完全に排除するよりも影響が少ない可能性があります。しかし、この調査やその他の調査から一貫した放牧除外の回答は得られていません。」 (ヘンダーソン他、2004 年。Journal of Range Management、408 ページ )

では、これで私たちはどこに行くのでしょうか?これらの研究に関与している科学者の何人かと話をしたとき、炭素吸収の増加に関心のある放牧管理者に何を伝えるかを尋ねました.彼らのアドバイスは、放牧者が何年も使用してきたガイドラインと一致しています。適度に放牧し、植物が春に良好な成長を遂げられるように時間をかけて放牧し、土壌を覆います。ある論文が結論付けているように、「グレート プレーンズ北部での現在の範囲管理は、土壌の水分を保持するためにごみの持ち越しを通じて飼料生産を最適化することを目的としており、これは土壌の有機炭素プールを維持することと一致しているようです。」

私たちがレビューした文献は、放牧が炭素隔離を増加させるという仮説を支持していませんでしたが、それは放牧が草原システムの重要な部分ではないという意味ではありません.ごみと変化する植物群落は、生息地および潜在的な炭素吸収源として草原の健康に役割を果たしており、放牧はこれらのプロセスで役割を果たしています。草地から耕作地への土地転換も、土壌の健康状態の変化に一役買っており、貧弱な耕作地から健康な牧草地への転換は、土壌の健康状態の改善を意味し、放牧が違いを生むもう 1 つの場所です。最後に、飼料が最も効率的に使用されるように草原を管理することは、土壌の健康を保護する上で重要な部分であり、家畜管理者の生産性を向上させ、コミュニティに食料を提供する可能性があります.これらの概念やその他の概念については、このシリーズの今後の記事で説明します。

このシリーズでレビューされた論文のリストについては、ここをクリックしてください。


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