アルプスの草原
アルプスステップ
カラコルム・西チベット高原高山草原
生態学
バイオーム山地の草原と低木地帯
地理
気候タイプ乾燥

アルプスステップは、高地の自然の高山草原であり、山岳草原および低木地帯のバイオームの一部です。

高山草原は、世界各地、特にアジアに見られるユニークな生態系であり、チベット高原の草原総面積の38.9%を占めています。 [ 1 ]

特徴

アルプス草原は、アルプスステップと同様に、強い日射を特徴としており、年間平均2916時間の直達日射期間があります。 [ 2 ]この生態系の平均気温は非常に低く、例えば冬は-10℃程度、夏は10℃程度になることもあります。[ 2 ]また、冬は長く寒い傾向があり、夏は穏やかで短いです。[ 3 ]この生態系では年間を通して霜が降りますが、霜のない季節は報告されていません。[ 2 ]

アルプスステップの年間降水量は非常に少なく、平均で280～300mmです。[ 3 ]さらに、降水量の80%以上が5月から9月の間に降り、気候は乾燥または半乾燥状態となり、植物や家畜にとって非常に厳しい環境となります。[ 2 ]

植生

チベットのロコウィード

高山ステップの植生は気候変動に非常に脆弱である。1960年代以降、平均気温は10年ごとに約0.3℃上昇している。これは世界平均の3倍であり、この地域の感受性を示している。[ 4 ]植生の広がりは完新世以降劇的に変化したことを示す研究がなされている。チベット高原は、年間降水量と植生の種類に基づいて、高山草原、高山ステップ、高山砂漠ステップの3つの主要な地域で構成される。完新世以降、化石花粉記録の研究により、その期間の降水量が増加するにつれて、高山草原が以前は高山ステップであった地域にまで広がっていることが示されている。[ 5 ]降水量と植生の雨量利用効率（RUE）には単峰性パターンがあり、高山ステップ地域では増加傾向にある。[ 6 ] RUEは、種の豊富さ、土壌の質、土壌炭素含有量の違いにより、高山草原に比べて低くなります。[ 6 ]

近年、チベット高原における草原の劣化の指標として、土地の砂漠化や生産性の低下とともに、植生の変化が注目されています。無毒植物から有毒植物への植生の変化は、土地劣化の進行と相関しているようです。高山草原地帯で有毒と定義される植物には、非常に侵略的であることが知られているロコウィード[ 2 ]などの種が含まれます。有毒植物は衰退の指標となるだけでなく、放牧動物の死亡率の上昇にもつながります。この有毒種の侵入はチベット高原全域に広がっていますが、特に高山草原地帯が最も影響を受けています[ 2 ] 。

チベット高原は畜産にとって極めて重要な地域であり、歴史的に過放牧はこの地域の植生の持続可能性を脅かす問題となってきました。これらの草地の利用を規制するための措置が講じられており、保護区や「フェンスで囲まれた地域」の設置もその一つです。 [ 2 ]これらの措置は持続可能性に関する法律制定の方向性としては確かに正しいものですが、地上純一次生産性（ANPP）に大きな効果をもたらすことは示されていません。[ 4 ]

土壌とバイオームの構成

チベット高原の地形図

チベット高原の高山ステップ地帯で行われた研究に基づくと、異なる土壌栄養素がその地域の植物の栄養組成と吸収に異なる影響を及ぼしている。土壌リンは土壌窒素よりも植物の窒素：リン比に大きな影響を与えているようだ。植物は土壌リンの変化に対して窒素よりも敏感であるように見えるが、それでも窒素は極めて重要であるため、この種の発見は同じ群集内の植物種間の異なる栄養素保全戦略に影響を及ぼす可能性がある。[ 7 ]また、これを興味深いものにしているのは、窒素が植物の成長の制限要因であり、したがって植物群集全体の健全性にとって実際に決定的に重要であるという事実である。家畜の群れを放牧すると、排泄物中の窒素が戻ることで、土壌中の窒素レベルにプラスの効果があることがわかっている。実験室環境でこの地域の土壌に糞尿を追加したところ、植物（主要な窒素源）のアンモニアの利用度が増加した。しかし、改変されていないシステムでは、土壌窒素はより一定である傾向があるのに対し、土壌リンは気候変動の影響をより受けやすく、窒素が制限要因であるにもかかわらず、リンが植物栄養素のN：P比に大きな影響を与える可能性がある理由を説明できるかもしれない。[ 8 ] 高山草原の気温は、冬の華氏14度から夏の華氏50度まで変化します。

アルプスステップへの脅威

チベットのヤク

高山地域は標高が高いため、温暖化の速度が速く、地球規模の気候変動に対してより敏感で脆弱であると考えられています。[ 9 ]アルプスステップ地帯へのその他の大きな脅威には、過放牧や、人口増加に伴う土地利用の変化などがあります。 [ 3 ]このため、中国全土の当局は、この脆弱な生態系を保護・保全するためのプログラムを実施するよう圧力を受けています。

そのようなプログラムの一つに「家畜の引退と牧草地の回復」イニシアチブ[ 3 ]があり、特別な囲いフェンスの使用が義務付けられています。この保護フェンスの目的は、ヒツジ、ヤク、ヤギなどの大型家畜の放牧を阻止し、劣化したバイオマスを回復させ、生態系の機能を維持することです。[ 1 ]これらの効果は、土壌の生物地球化学的性質 の変化として最もよく現れます。 [ 1 ]全体的な目標は、植生と土壌の両方におけるこれらの元素の蓄積を増やすことで、生態系の炭素、窒素、リンの貯蔵量を改善することです。 [ 1 ]この効果は非常に重要です。なぜなら、炭素貯蔵量のわずかな変化でさえ、大気中の二酸化炭素量や地球全体の炭素レベル、そして生態系の持続可能性に大きなプラスの影響を与える可能性があるからです。 [ 1 ]しかし、炭素だけが重要な要因ではありません。窒素とリンの低レベルは、植物の成長と純一次生産性を制限することもわかっています。[ 1 ]ある研究では、排除フェンスにより、バイオマスに貯蔵される炭素だけでなく、地上バイオマスの窒素とリンも増加することが判明しました。[ 1 ]しかし、この効果は小さく、土壌表層からの炭素、窒素、リンプールのかなりの損失を補うには不十分でした。[ 1 ]別の研究では、排除フェンスは二酸化炭素排出量の削減とメタンの消費量の増加に有益な手段であり、土壌の炭素と窒素の貯蔵量の両方を改善することがわかりました。[ 3 ]調査結果には議論の余地がありますが、中国ではこれらの草原地帯の敏感性のために、囲いフェンスが依然として一般的な慣行となっています。

例

アルテミシア・カピラリス

標高4,500～6,000メートルの北チベットの面積は、高山ステップと高山草原を含む約94％が草原で覆われています。[ 10 ]この地域の高山ステップの植生被覆率は20％未満で、主にStipa purpurea、Artemisia capillaris、Rhodiola rotundaiaの群落で構成されています。[ 10 ]高山草原と比較すると、高山ステップはより涼しく、乾燥または半乾燥で、降水量が少なく、土壌は不毛です。[ 10 ]植生の炭素プールが最も高くなるのは8月で、この地域の窒素とリンの濃度は生育期間を通じて季節変動を示します。[ 10 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b c d e f g h Lu, X.; Yan, Y.; Sun, J.; Zhang, X.; Chen, Y.; Wang, X.; Cheng, G. (2015). 「チベット高山草原生態系における炭素、窒素、リンの貯留：放牧排除の影響」 . Ecology and Evolution . 5 (19): 4492– 4504. Bibcode : 2015EcoEv...5.4492L . doi : 10.1002/ece3.1732 . PMC  4667823. PMID  26664694 .
  2. ^ a b c d e f g Wu, J.; Yang, P.; Zhang, X.; Shen, Z.; Yu, C. (2015). 「チベット高原北部における有毒植物と非有毒植物の相対的存在量の空間的・気候的パターン」 .環境モニタリング・アセスメント. 187 (8): 491– 510. Bibcode : 2015EMnAs.187..491W . doi : 10.1007/s10661-015-4707-z . PMID 26148691 . 
  3. ^ a b c d e Wei, D.; Ri, X.; Wang, Y.; Wang, Y.; Liu, Y.; Yao, T. (2012). 「中国チベット高原の高山草原における家畜隔離に対するCO 2、CH 4、N 2 Oフラックスの反応」. Plant Soil . 359 ( 1– 2): 45– 55. Bibcode : 2012PlSoi.359...45W . doi : 10.1007/s11104-011-1105-3 .
  4. ^ a b Zeng, C.; Wu, J.; Zhang, X. (2015). 「チベット高原北部の高山草原における放牧が地上部と地下部のバイオマス配分に与える影響」 . PLOS ONE . 10 (8) e0135173. Bibcode : 2015PLoSO..1035173Z . doi : 10.1371/journal.pone.0135173 . PMC 4540449. PMID 26284515 .  
  5. ^ Li, Q.; Lu, H.; Shen, C.; Zhao, Y.; Ge (2016). 「チベット高原中央部における完新世の気候変動に対する植生遷移」 . Journal of Arid Environments . 125 : 136–144 . Bibcode : 2016JArEn.125..136L . doi : 10.1016/j.jaridenv.2015.07.010 .
  6. ^ a b Yang, Y.; Fang, J.; Fay, P.; Bell, J.; Ji, C. (2010). 「チベット高原における降水量勾配を横切る雨量利用効率」. Geophys. Res. Lett . 37 (15) 2010GL043920. Bibcode : 2010GeoRL..3715702Y . doi : 10.1029/2010GL043920 .
  7. ^ Hong, J.; Wang, X.; Wu, J. (2015). 「チベット高原北部の栄養制限された高山草原における土壌肥沃度が草本植物の窒素：リン比に及ぼす影響」. Plant and Soil . 391 ( 1– 2): 179– 184. Bibcode : 2015PlSoi.391..179H . doi : 10.1007/s11104-015-2416-6 .
  8. ^ {Cheng, Y., Cai, Y., Wang, S. 2016. ヤクとチベット羊の糞の戻りは、青海チベット高原の2つの高山草原における土壌窒素の供給と保持を促進する。土壌生物学と肥沃度 DOI 10.1007/s00374-016-1088-6}
  9. ^ Wu, J.; Zhang, X.; Shen, Z.; Shi, P.; Yu, C.; Chen, B. (2014). 「チベット高原北部の高山牧草地における家畜排除と気候変動による地上バイオマス蓄積への影響」.中国科学速報 Chin. Sci. Bull . 59 (32): 4332– 4340. Bibcode : 2014ChSBu..59.4332W . doi : 10.1007/s11434-014-0362-y .
  10. ^ a b c d Lu, X.; Yan, Y.; Fan, J.; Cao, Y.; Wang, X. (2011). 「北チベット高山草原における地上部および地下部のバイオマスとC、N、P蓄積の動態」. Journal of Mountain Science . 8 (6): 838– 844. Bibcode : 2011JMouS...8..838L . doi : 10.1007/s11629-011-2182-8 .
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