土壌pHで切り替わる土壌炭素貯留メカニズム― 有機複合体アルミニウムが主要因であることを実証 ―
研究成果
神戸大学大学院農学研究科の木田森丸助教（当時）、農業?食品産業技術総合研究機構の和穎朗太上級研究員（当時）、本学農学部の永野博彦助教らの研究グループは、火山灰を母材とする土壌（黒ボク土、図1）を対象に、土壌中の炭素を安定に保持する仕組みを全球規模で解析しました。世界34カ国から収集した約2850点の土壌データを統合解析した結果、土壌有機炭素の量と最も強く関連する要因は、「有機物と結びついた状態のアルミニウム（有機複合体アルミニウム）」であることを明らかにしました。黒ボク土は母材や生成過程のばらつきが比較的小さいため、これまで議論が続いてきた「全球規模で土壌炭素貯留を規定する鉱物特性は何か」という問いに対し、説得力のある証拠を提示した点が大きな成果です。
この発見により、数ある土壌鉱物特性の中で重点的に調べるべき指標が明確となり、効率的なデータ取得が可能になります。これによって、全球規模の土壌炭素動態モデルの精緻化や、土壌の炭素貯留ポテンシャルの評価の高度化が期待されます。
さらに本研究では、土壌の酸性度（pH）の違いによって、炭素を保持するメカニズムが体系的に変化することも示されました。酸性条件ではアルミニウムが炭素安定化の中心的役割を担う一方、中性条件ではカルシウムの寄与が強まることが明らかとなり、土壌の化学状態に応じて炭素安定化の仕組みが切り替わることが示唆されました。
これらの成果は、土壌炭素の安定性を理解するための新たな枠組みを提示するものであり、気候変動予測モデルにおける土壌炭素の扱いの高度化、さらには炭素を効率よく蓄える土壌の評価や管理手法の開発につながることが期待されます。
この研究成果は、2026年2月20日に、土壌学分野の国際誌である『Geoderma』に掲載されました。
図1．多様な黒ボク土の断面
黒ボク土は主に火山灰を母材とする比較的若い土壌であるため、他の土壌タイプに比べて、母材の種類（土壌が生成する基となる物質、通常は鉱物）や土壌生成に要する時間が狭い範囲に収まる。にもかかわらず、気候や立地条件などの違いにより多様な土壌が形成される。土壌有機物を比較的多く保持できることも特徴であり、炭素含量は図中の色が薄い表層土壌であっても3％程度あり、暗色の層では、15%に達する場合もある。図の黄色と黒の尺は各10 cmで、どの土壌断面も約1 mの深さまで見えている。 ?島田紘明（CC-BY-ND）
本研究成果のポイント
- 世界34カ国?約2,850点の黒ボク土データから、土壌炭素貯留を支配する主要因として有機複合体アルミニウムを特定した。
- 土壌pHの違いに応じて切り替わる、炭素安定化メカニズムを体系的に解明した。
- 気候変動予測モデルの精緻化や、炭素貯留を最適化する土壌管理技術への応用可能性が期待される。
研究内容の詳細
土壌pHで切り替わる土壌炭素貯留メカニズム―有機複合体アルミニウムが主要因であることを実証―（PDF：1MB）
論文情報
【掲載誌】Geoderma
【論文タイトル】Organo-aluminum complexation as a dominant metal control on soil carbon storage in Andisols: Global evidence across pedogenic and pH gradients
【著者】Morimaru Kida, Hirohiko Nagano, Hiroaki Shimada, Jumpei Fukumasu, Rota Wagai
【doi】10.1016/j.geoderma.2026.117740
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