温度上昇が難分解性溶存有機炭素を減少させ、沿岸大型植物のブルーカーボン蓄積能力を弱める

気候に重要な沿岸植物藻場の役割

多くの海岸線沿いでは、海草や海藻の水中藻場が静かに大気と海から二酸化炭素を引き取り、気候変動の進行を和らげています。これらの植物が堆積物に埋める炭素、いわゆるブルーカーボンに注目が集まってきました。本研究は、見過ごされがちな経路――海水に溶け込み数か月以上留まる炭素――が同様に重要である可能性を示し、海水温の上昇がこの隠れた気候機能を弱め始めていることを明らかにします。

海中の見えない炭素を詳しく見る

海洋植物が成長すると、捕らえた炭素をすべて保持するわけではありません。一部は溶存有機炭素として漏れ出し、海水中の炭素を豊富に含む分子の目に見えない混合物になります。この溶存炭素の一部は「ラビル（易分解）」で、微生物により素早く消費されて二酸化炭素として大気に戻ります。もう一方は「難分解性」で、急速な分解に抵抗して数か月、数年、あるいはそれ以上にわたり海中に留まり、実質的に大気から炭素を隔離します。最近まで、沿岸植物藻場がどれほどの難分解性炭素を供給しているか、あるいは気温上昇が短命な形態と長期的な形態の比率にどう影響するかはほとんど分かっていませんでした。

温暖化と外来種を用いた実験

研究者らは、スペイン南部の浅い沿岸生息地を模した大型タンクシステムを構築しました。そこでは二種の海草と一種の緑藻という三種の在来種が混合した植物床を形成しています。さらに、温暖化する地中海や大西洋で拡大している熱帯起源の外来海草も含めました。チームは在来種のみ、外来種のみ、または両者混合の群落を育て、現在の夏期と予測される高温を表す三つの温度に徐々に引き上げました。数週間にわたり植物の成長、酸素の生産と消費、植物周辺から放出される溶存炭素の量と性状を測定し、さらにその炭素が海洋微生物によって60日間にわたりどのように分解されるかを追跡しました。

温暖化は溶存炭素の性質を変える

植物の健康状態や全体的な炭素代謝は実験した温度範囲ではほとんど変わらず、外来海草もコミュニティが放出する溶存炭素の総量を大きく変化させませんでした。しかし温暖化により劇的に変化したのは、その溶存炭素の性質でした。高温では溶存炭素の総量は増加する傾向にありましたが、そのうちより多くが容易に分解されるラビル型に偏りました。頑丈な難分解性成分は最も低温の処理と最も高温の処理の間で約28％減少しましたが、植物自身には明確なストレスは見られませんでした。これは、温暖な条件では沿岸藻場から出る炭素のより多くが微生物活動を通じて速い炭素循環に戻され、ゆっくりとした長期貯留プールに入る割合が減ることを意味します。

隠れた炭素フローを文脈に置く

この見落とされがちな経路がどれほど重要かを理解するために、著者らは異なる炭素経路を比較する共通の尺度を作成しました。彼らは溶存炭素の放出を植物バイオマス、植物組織の炭素含有量、色素含有量に対して相対化し、これらの数値を同地点および世界の他の研究から知られている堆積物への炭素埋没率と比較しました。その分析は、海草類や類似植物が被う世界全体の面積に拡大すると、彼らが毎年海に放出する難分解性溶存炭素の量は堆積物に固定する炭素と同程度のオーダーであり、場合によってはやや大きい可能性があることを示唆しています。それにもかかわらず、この溶存経路はブルーカーボンの収支や気候政策でほとんど考慮されていません。

将来の海洋にとっての意味

本研究は、沿岸植物藻場が埋没した根や堆積物だけでなく、より広い海洋に拡散するゆっくりと分解する溶存炭素を通じても、長期的炭素貯蔵の強力だが気候に敏感なエンジンであることを明らかにしました。海が温暖化するにつれて、その溶存炭素の化学的“レシピ”はより短命な形へとシフトし、植物自体が健康に見える場合でもこの隠れた炭素吸収源の耐久性を削り始めます。本研究の標準化された手法は、異なる生息地や種にわたるこれらの変化を追跡し、地球の温暖化に伴って海が大気からどれだけの炭素を安全に隠せるかの推定を改善する手段を提供します。

引用: Yamuza-Magdaleno, A., Azcárate-García, T., Egea, L.G. et al. Temperature-driven decline in recalcitrant dissolved organic carbon weakens coastal macrophyte’s blue carbon storage potential. Commun Earth Environ 7, 362 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03417-y

キーワード: ブルーカーボン, 海草藻場, 溶存有機炭素, 海洋温暖化, 沿岸生態系