淡水湿地は世界的に重要な炭素調節システムであり、その植生と土壌中に貯蔵された有機炭素の総量は約450ギガトンと推定され、貯蔵時間は千年に達することができる。

湿地は微生物活動と生態系呼吸によって二酸化炭素、メタンなどの温室効果ガスを放出するが、高い水位は酸素の土壌への進入を制限し、好酸素菌の有機物分解を抑制する。このメカニズムは炭素排出のバランスをとり、淡水湿地を自然状態で世界的に重要な炭素集積にするのに役立つ。

放牧などの外部干渉は、多様な生態系の炭素収支に影響を与える。適度な放牧は植生の成長を促進し、炭素固定能力を増強し、土壌炭素埋蔵量を向上させるとともに、炭素排出を低減するのに役立つ。しかし、過度の放牧は炭素排出を増やし、淡水湿地の炭素集積機能を弱める可能性がある。

研究設計：

研究チームはオーストラリア南東部ウィモラ地区で1年間の研究を展開し、2つの雨が十分で季節的に水没する淡水湿地（Kealy農場とSmith農場）内の各種放牧メカニズムが炭素埋蔵量（植物バイオマスと土壌炭素）と季節的炭素フラックスに与える影響を重点的に比較した。

実験により3種類の放牧メカニズムを設置する：

持続放牧：年間を通じて羊の群れがいる

短期集中放牧：春季のみ2週間放牧

禁牧の隔離区域

2つの実験畑は放牧されすぎた牧羊場に位置し、フェンスを通じて異なる放牧区域を分け、「短期集中放牧区」と「持続放牧区」とした。白いブロックは羊の群れの進入を禁止する隔離試験区を表し、黒いブロックは羊の群れの自由な進入を許可する開放試験区である。

研究方法：

研究は携帯型PVC環状暗箱を用いて、その部分を土壌（1-2センチメートル）に埋め込み、超携帯型温室ガス分析器（UGGA）と結合して二酸化炭素とメタンのフラックスを現場で測定した。各観測点には、湿地全体の炭素交換状況を反映するために、植生の湿地土壌が覆われている。

OA-ICOS GLA 132-GGA超ポータブル温室効果ガス分析器「UGGA」

タンク内の空気は12ボルトバッテリ駆動の小さなファンによって流通している。ボックスの頂部はPVCカバーを覆い、透明チューブを介してUGGAと閉ループ接続を形成している。分析器は5〜10分ごとに箱内CHランとCOラン濃度を記録した。サンプリングが終了するたびにキャップを移動し、内部が自然光に戻りガスと交換するようにします。すべてのフラックスデータは昼夜複数回測定された平均値である。

研究はまた、炭素排出の季節的変化を捕捉するために、湿地ごとの観測点を2日間連続で測定した（温度、降水と植生の成長差が顕著な時期）。

研究結果：

1、COタンパフラックスの変化

季節因子（温度、降水と水位の変動）は2種類の湿地及び各地域の二酸化炭素フラックスの差を招く主な原因である。放牧方式と季節の影響を除いて、昼夜の差も非常に顕著である：夜間COの排出量は昼間より31%高い。

2つの研究された湿地生態系において、試験区のCOガリウムフラックスの季節的変化（Kealy）を隔離し開放する。灰色ヒストグラムは隔離試験区を表し、白色ヒストグラムは放牧試験区を表す。

観測によると、湿地の放牧が禁止されると、二酸化炭素排出量は約35%減少し、放牧禁止が湿地の炭素埋蔵量を維持し、固炭素潜在力を高めるのに役立つことを示している。

2、CH取付け排出特徴

全監視期間中のメタン排出は全体的に低く、水位の変化と密接に関連していた。例えば、2017年夏は水位が高いため、メタン排出がピークに達した。その後の水位低下時期においては、CHラム放出はほとんど検出されなかった。

各湿地生態系及び異なる季節のCHフラックスと水深変化。2017年初夏にKealy湿地が孤立嵐に見舞われた間、高水位条件下でメタン排出ピークが発生した。

3、バイオマスと土壌炭素

研究によると、放牧を続けるか短期集中放牧するかにかかわらず、隔離区内の地上生物量は放牧区より6.4%高い。同時に、隔離区の土壌炭素濃度も放牧区より30%高かった。この結果は、放牧活動が湿地の地上生物量と土壌炭素埋蔵量を低下させ、炭素排出を増加させることが一致した。

啓示とアプリケーションの管理：

研究によると、短期集中放牧はある程度炭素貯蔵の向上、二酸化炭素排出の低減に役立ち、良好な投資収益性の潜在力を備えているが、雨養型淡水湿地での放牧禁止は、土壌と植生炭素埋蔵量を増加させ、炭素排出を減少させる最適な管理戦略である。

適切な湿地放牧方式を明確にし、炭素貯蔵を向上させることができ、炭素排出を制御することができ、湿地生態系の科学的管理に重要な根拠を提供する。

導入事例：

Limpert，K.E.，Carnell，P.E.&Macreadie，P.I.農業放牧を合理的に管理して淡水湿地の炭素集積能力を向上させ、湿地生態管理[J]，2021，29：231-244.

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