Comprehending the range of the mangrove rhizosphere - An investigation of plants effects on soil nitrogen dynamics at high spatial resolution

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マングローブ林は熱帯・亜熱帯の沿岸域に分布し、干満によって定期的に土壌が冠水する環境に成立する。海水の塩分が植物の生理に及ぼす影響に加え、定期的に冠水することで土壌は低酸素状態となり、養分物質が流出するなど、植物の生育にとって過酷な環境であると言える。しかし、そのような環境にもかかわらず、マングローブ林では高い生物多様性と生産力が保たれており、その炭素蓄積機能は同一気候帯下に成立する陸上生態系よりも高いとされる。植物の生育を制限する要因の一つである土壌中の窒素養分条件についても、マングローブ林に特有のこのような環境条件が影響する。植物は主に土壌中の無機態窒素であるアンモニア態窒素と硝酸態窒素を利用するとされるが、土壌が貧酸素状態となることの多いマングローブ林では生成に酸素が必要な硝酸態窒素は窒素源として重視されてこなかった。しかし、これまでの研究の結果から、マングローブ生態系では植物の根の周辺で空間的・時間的に微小なスケールの植物と土壌微生物の共生的関係が形成され、貧酸素環境にあるマングローブ土壌においてもその共生的関係の中では植物が利用可能な硝酸態窒素が生成されると考え、本研究課題では硝酸態窒素に着目して実験を行ってきた。これまでに、マングローブ植物の1種であるオヒルギを対象とした室内実験を行い、植栽が土壌に及ぼす影響を調査した。植栽した実生苗にアンモニア態窒素のみを窒素源として与え、土壌中の無機態窒素の分布の変化とともに、土壌微生物、特に硝酸態窒素生成に関わるアンモニア酸化微生物の量を調査した。結果は、マングローブ植栽が土壌微生物に影響を及ぼし、硝酸態窒素生成を促進すること、その空間的範囲は極めて限られることを示した。本実験は、これまでマングローブ林の窒素循環の中で無視・軽視されてきた経路の重要性を示したが、非常に微細な空間的スケールでの調査が必要であることも示された。