パルディカルチャー

パルディカルチャーとは、泥炭地における湿地農業と林業のことである。^[1]パルディカルチャーは、排水された泥炭地の再湿潤による温室効果ガス排出削減と、湿地での土地利用とバイオマス生産の継続を組み合わせたものである。^[2]「パルディ」はラテン語の「palu s」（沼地、泥沼）に由来し、「パルディカルチャー」という概念はグライフスヴァルト大学で開発された。^[3]パルディカルチャーは、泥炭地の炭素貯蔵を維持することを目的とした、排水ベースの農業に代わる持続可能な代替手段である。この点が、パルディカルチャーを、排水を伴う水田などの農業、つまり湿地の劣化と区別するものである。^[4]

泥炭地は膨大な量の炭素を貯蔵している。地球の陸地表面のわずか3%を占める泥炭地には、450ギガトン以上の炭素が貯蔵されており、これは森林（陸地表面の30%を占める）の貯蔵量を上回っている。^{[5] [6]排水された泥炭地は、温室効果ガスの排出、栄養分の浸出、}地盤沈下、生物多様性の喪失など、数多くの環境への悪影響を引き起こす。全泥炭地のうち排水されているのはわずか0.3%であるが、泥炭地の排水は、人間による温室効果ガス排出量の6%を占めていると推定されている。^[7]泥炭地を再湿潤させる際に土壌を水浸状態にすることで、有機物（炭素の約50%）の分解がほぼ停止し、したがって炭素が二酸化炭素として大気中に逃げることがなくなる。^{[8] [9]泥炭地の再湿潤は、水文学的緩衝作用を回復し[10]} 、地下水の大気蒸発需要に対する感受性を低下させることで、排水による環境への影響を大幅に軽減することができる。^[11]多くの地域で農業のために土壌が排水されたため、泥炭土の深さと水質は長年にわたって大幅に低下しました。これらの問題は泥炭地を再び湿らせることで緩和されます。そのため、海面上昇に対抗する設備（堤防、ポンプ）^[12]も不要になります。湿った湿原は窒素のシンクの役割を果たし、一方、排水された湿原での農業による鉱化と肥料は近くの水域への窒素流出を引き起こします。^[3]

• 泥炭地産物を持続的に栽培することで、以前に排水された農業地域で同様の土地利用を維持しながら、排水された泥炭地の再湿潤を促進することができる^[13]
• 泥炭地では、他の地域の食料生産と土地を争うことなく原材料を栽培することができる。^[14]
• 作物の栽培は、湿地にとって重要な土壌からリン酸を抽出する。また、水から他の栄養素を抽出するのにも役立ち、水処理後の処理に適したものとなる^[15]。
• 多くの熱帯諸国では、泥炭湿地林で半野生の在来作物を栽培することは、持続可能な伝統的な生計手段となっている。^[4]
• 復元された葦原は、河川システムの上流にある農業からの窒素とリンの流出を阻止し、下流の水を保護することができます。^[16]
• パルディカルチャー地域は、伝統的な農業と手つかずの泥炭地の間の生息地回廊や生態学的緩衝地帯として機能することができる^[3]

アブ

「パルディカルチャー」という用語の適用は、さまざまな泥炭地農業の実践が持続可能と見なされるかどうかに左右されるため、議論されています。温室効果ガスの排出に関して、パルディカルチャーの実践がどの程度持続可能と見なされるかは、測定された温室効果ガス、植物の種類、泥炭地の地下水位によって異なります。^[4]「パルディカルチャー」は、手つかずの泥炭地または再湿潤した泥炭地で在来種および外来種の作物を栽培することを指すために使用されています。EUの共通農業政策では、湿潤および再湿潤した泥炭地の生産的な土地利用として定義され、泥炭土を保護してCO2排出と地盤沈下を最小限に抑え_ます。^[17]シンガポール国立大学による2020年の熱帯泥炭地パルディカルチャーのレビュー^{[4]では、温室効果ガスの排出と}炭素隔離の観点から湿潤および再湿潤の管理経路を評価し、商業的なパルディカルチャーは、排出量が増加する手つかずの泥炭地ではなく、炭素がマイナスまたは中立である再湿潤泥炭地にのみ適していると結論付けました。^[4]数十年にわたる再湿潤の後でも、手つかずの泥炭地よりも地球温暖化に大きく寄与する可能性があります。^[18]例外的に手つかずの泥炭地でのパルディカルチャーが持続可能である可能性があるのは、手つかずの泥炭湿地林で半野生の在来作物を栽培する伝統や、積極的な耕作を行わずに泥炭地製品を収集する伝統です。このレビューではまた、持続可能であるためには、パルディカルチャーは、生き残る可能性のある湿地植物ではなく、在来植物のみを使用して泥炭地を復元し、バイオマスを生産する必要があることも示唆しています。これは、外来種の使用により泥炭地が他の在来植物にとって悪条件になる可能性があり、また、外来植物は本来の生息地や排水された湿地で栽培された場合よりも、排水されていない泥炭地や再湿潤された泥炭地では収穫量や寿命が低くなる傾向があるためです。^[4]

泥炭農業の持続可能性の評価では、炭素隔離以外の生態系サービスと、泥炭農業を伝統的な農業慣行とどのように統合できるかを考慮する必要があります。[4] 泥炭地は、生物多様性の保全や水調節など、他の多くの生態系サービスを提供でき^ます。したがって、この地域を保護し、劣化した地域を回復することが重要です。泥炭地の保全、回復、管理の改善は、コスト効率が高く、生態系サービスを維持するための比較的簡単な方法です。ただし、これらの生態系サービスは市場で価格設定されておらず、地元コミュニティに経済的利益をもたらしません。一方、排水と耕作、放牧、泥炭採掘は、地元コミュニティに短期的な経済的利益をもたらします。したがって、重要な共通の価値を持つ保全と回復には、国または世界全体による補助金が必要であると主張されてきました。^[7]

パルディカルチャーは自然保護ではなく生産に重点を置いていますが、パルディカルチャーと保全はさまざまな方法で相互に補完し合う可能性があります。1) パルディカルチャーは、排水された泥炭地を復元するプロセスの出発点および中間段階になり得ます。2) パルディカルチャーは、バイオマス除去コストと設立コストを削減するなど、保全プロジェクトのコストを下げることができます。3) パルディカルチャーが行われている地域は、保全された泥炭地域の周囲に緩衝地帯を提供できます。4) 保全地域の間にあるパルディカルチャーのある地域は、種の移動を促進する回廊を提供できます。5) パルディカルチャーは、影響を受ける利害関係者が、一度排水された泥炭地を再湿潤することを受け入れる可能性を高めます。再湿潤プロジェクトでは、地元コミュニティの支援がしばしば重要です。^[3]

泥炭耕作による温室効果ガス排出への影響は複雑である。一方では、地下水位の上昇により泥炭の好気性分解が減り、二酸化炭素の排出が減る。しかし他方では、地下水位の上昇により有機物の嫌気性分解やメタン生成が促進され、メタン (CH 4 ) の排出が増加する可能性がある。メタン (CH ₄ ) は寿命は短いが、二酸化炭素よりも強力な温室効果ガス_である。泥炭耕作によって再湿潤した泥炭地から発生する排出は、土地利用の種類 (農業、林業、放牧など) だけでなく、使用される種や強度の面でも影響を受ける。泥炭地の伝統的な利用は、工業利用よりも環境への影響が少ないことが多いが、長期的には持続可能とは限らず、大規模に利用される場合もある。^[4]

泥炭地が提供する生態系サービスを維持する最も明白な方法は、手つかずの泥炭地を保護することです。特に熱帯泥炭地での復元プロジェクトの成功が限られていることを考えると、これはさらに真実です。保護された泥炭地は依然として人間にとって価値があり、そのため炭素貯蔵、貯水、排出など、多くの生態系サービスを提供します。泥炭地を保護することで、高額な投資も回避できます。保護は泥炭地の管理方法として非常に費用対効果が高いと言われています。保護管理が提供する最も明白な生態系サービス、つまり炭素貯蔵と貯水は、市場で簡単に価格設定できません。したがって、泥炭地の保護には補助金が必要になる場合があります。^[7]

泥炭地を再び湿らせ、地下水位を回復させることが、修復の第一歩です。その目的は、泥炭地の水文学的機能とプロセスを再現することです。これには予想以上に長い時間がかかります。研究によると、以前に排水された泥炭地を再び湿らせた泥炭地は、修復から6年後には、排水された泥炭地と手つかずの泥炭地の中間程度の水文学的機能（例えば、貯水能力と排水能力）を持つことがわかりました。^[4]

排水されていない泥炭地は保全のために残し、パルディカルチャーには使用しないことが推奨されています。一方、排水された泥炭地は、多くの場合、伝統的な知識と新しい科学を組み合わせて使用​​​​して、再湿潤してパルディカルチャーに使用できます。しかし、特に熱帯地方の地域社会は、泥炭地を排水してさまざまな方法で使用することで生計を維持しています（農業、放牧、泥炭採掘など）。^[7]パルディカルチャーは、劣化して排水された泥炭地を復元し、地域社会に成果を維持する方法になり得ます。^[4]たとえば、ドイツの再湿潤泥炭地でのミズゴケ栽培の研究では、灌漑用溝のある対照と比較して、温室効果ガスの排出量が大幅に減少していることが示されています。^{[19]しかし、泥炭地での}ミズゴケ栽培の経済的実現可能性はまだ不明です。^[20]しかし、南部では人口増加と泥炭地への経済的圧力などにより、泥炭耕作の基盤は非常に異なっています。^[4]

熱帯泥炭地は、東南アジア、東アジア大陸、カリブ海および中央アメリカ、南アメリカ、ルーマニア、南アフリカに広く分布しています。低地に位置することが多い熱帯泥炭地は、多雨および高温条件下で泥炭土の形成速度が速いことが特徴です。 [ ^{21 ] [ 22]}対照的に、高温の気候は分解速度を加速し、劣化した熱帯泥炭地が世界の温室効果ガス排出に大きく寄与することになります。^{[23] [24]} 熱帯泥炭地はわずか587,000 km ^{2 の}面積しかありませんが、単位面積あたりの密度は203,066 トン C km ⁻²で、119.2 ギガトン C を貯蔵しています。^[25]数十年にわたって、これらの大規模な炭素貯蔵庫は、人類の社会経済的ニーズを満たすために排水されてきました。 1990年から2015年の間に、マレー半島、スマトラ島、ボルネオ島の森林泥炭地の耕作（工業農業や小規模農業を含む管理目的）は11％から50％に増加した。^[4]マレーシアとインドネシアでは、過去20年間で泥炭湿地林が泥炭地の77％を覆う状態から36％に減少し、同地域の多くの哺乳類や鳥類を危険にさらしている。2010年には、工業農業は約300万〜310万ヘクタールを覆い、そのうち215万ヘクタールをアブラヤシが占めた。 ^[26]天然の熱帯泥炭地を他の土地利用に転換すると、泥炭火災とそれに伴う健康被害、土壌沈下による洪水リスクの増大、大量の温室効果ガスの排出、生物多様性の喪失につながる。^{[27] [28] [29] [30]}今日、パルディカルチャーを通じて劣化した熱帯泥炭地を修復する取り組みが行われている。パルディカルチャーは、泥炭湿地林の劣化を軽減し、回復させるための持続可能な解決策として研究されており、この用語が使用される前からの伝統的な地元の農業慣行が含まれています。商業的なパルディカルチャーは、北部の泥炭地で行われたほどには試されていません。^[4]以下は、熱帯泥炭地でのパルディカルチャー慣行の例です。

キュベット・セントラルのバンツー族は泥炭地を漁業、狩猟、採集のほか、テラ・フィルメ森林付近での小規模農業に利用している。^[31]

インドネシアには、東カリマンタンのクタイ族とバンジャル族のベジェシステム、西カリマンタンのセゲドンのナッツ農園、メランティ島地区とリアウ州のサゴ農業など、パルディカルチャー実践の例となる地域が3つあります。^[32] サゴはリアウの川の近くで半野生で栽培されています。ジェルトンは中央カリマンタンと南スマトラとジャンビで単一栽培と混植で栽培されており、1800年代半ばから取引されてきました。この取引は2006年の関税と制裁によって阻止され、^[33]単一栽培のジェルトン栽培は小規模農家のアブラヤシなどの作物よりも効率が悪いと考えられています。^[4]

インドネシアの泥炭地コミュニティは、商業生産以外にも、環境への影響が少ない資源抽出方法を開発してきました。たとえば、ダヤックのコミュニティは、海が栄養分を注入する沿岸地域で、3メートル未満の浅い泥炭地のみを耕作し、サゴヤシとジェルトンの小規模農業を行っています。^{[4]スマトラ島では、泥炭湿地林で伐採された木材は、木製のソリ、レール、小さな運河を使用して、}オンカ と呼ばれる伝統的な方法で輸送されます。これは、商業的な伐採輸送よりも破壊的ではありません。 ^[34]泥炭の沈下とCO2_排出は、ジャンビ州と中央カリマンタン州の再湿潤泥炭地の小規模アグロフォレストリー農地で、在来種がいる場合でさえ、依然として存在しています。^[4]

マレーシアでは、サゴ農園はサラワク州などの川の近くで半野生状態にあるものがほとんどですが、マレーシアは麺類を作るためにスマトラ島からサゴを輸入しています。^[4]泥炭地は、南東パハン州のジャクン族によって狩猟、採集、漁業にも使用されています。 ^[35]

ペルーのロレトのメスティーソのコミュニティは、泥炭地を狩猟や採集、そして持続可能な方法で在来のヤシの栽培に利用し、資源を回復するために植え直しています。彼らは資源の限界と、収穫時に無駄な伐採を避ける必要性を認識しています。^[36]

世界の泥炭地の大部分は北半球に存在し、亜寒帯と温帯の両方の地域にまたがっています。世界全体の推定によると、北部の泥炭地は 3,794,000 km2 を覆い、約 118,318 t C km−2 の密度で約 450 Gt の炭素を蓄えています。泥炭地は、多雨かつ低温という条件の下、排水の悪い場所に形成されます。北部の泥炭地の 66% はユーラシア大陸に、34% は北米にあります。これらの泥炭地の約 60% (2718×103 km2) は永久凍結しており、約 2152×103 km2 がユーラシア大陸に、565×103 km2 が北米に分布しています。欧州連合 (ヨーロッパの 25 か国) では、泥炭地は約 291×103 km2 を覆い、そのうち約 55% がフィンランドとスウェーデンにあります。泥炭地はベラルーシとウクライナでより一般的で、その面積は約 497×103 km2 です。亜寒帯および温帯の泥炭地は両方とも主にコケ植物とイネ科植物から形成され、熱帯に比べて蓄積と分解の速度が遅いです。北部の泥炭地は、燃料と園芸用の泥炭採掘と農業のために排水されてきました。手つかずの北部泥炭地の歴史的な利用法には、魚釣り、狩猟、放牧、ベリーの採取などがあります。北部の泥炭地では、パルディカルチャーは商業的に広く確立されておらず、以下に示すほとんどの研究プロジェクトが進行中です。多くはまだ査読済みの結果を発表していません。ほとんどは、ミズゴケと葦の栽培に焦点を当てています。分解したミズゴケを泥炭として掘り出すのではなく、分解されていない葦の繊維が再生可能なバイオマス源として周期的に収穫されます。ミズゴケ繊維は、栽培基質、輸送中の植物を保護するための梱包材、または他の泥炭地を復元する際に苔を再導入するために使用できます。

グライフスヴァルト大学とベラルーシ国立大学は、ナロチ国立公園のヨシ原を、劣化した泥炭地農業からバルト海に流出する窒素とリンを減らすフィルターとして研究している。研究は2019年1月から2021年9月まで予定されており、彼らはヨシ原の管理を促進するために、この地域のヨシを収穫する可能性を調査することを目指している。^[16]

パルディカルチャーの実践には、ミズゴケとガマの栽培が含まれる。最大の研究プロジェクトの一つは、2006年から2012年にかけてケベック州ラヴァル大学の研究者によって実施され、カナダ東部でミズゴケ栽培を試験した。アカ​​ディア半島にある彼らの湿地は、以前は燃料用の泥炭をブロックカットするために使用されていたため、ミズゴケの溝と他の植物の盛り上がったエリアで構成されていた。彼らは、ミズゴケ栽培は溝で大規模に実施できることを発見したが、より安定した収穫のために積極的な灌漑管理を推奨している。^[37]

フィンランド森林研究所とフィンランド最大の泥炭採掘会社であるVapo Oyは、修復と基質生産のためのミズゴケ栽培実験のために約10ヘクタールを管理している。 ^[38]

グライフスヴァルト湿原センターは、ドイツの湿原を再生し、基質の原料としてミズゴケを栽培するための研究プロジェクトを6つ挙げている。ハンクハウゼン、ドレン、パロヴィンツィアルモーア、ラムスロー、ゼーデルスベルク、ズードフェルトである。2015年から2019年にかけて実施されたドレンとパロヴィンツィアルモーアのプロジェクトでは、さまざまな灌漑および排水方法のテストが行​​われた。彼らは、ピートモスが黒泥炭で栽培できることを発見した。^[39]ゼーデルスベルクでは、研究者は黒泥炭でミズゴケを栽培することは「費用がかかり、時間がかかる」ことを発見した。2002年のズードフェルトプロジェクトの研究者は、ピートモスのわずかな増加と、葦、ガマ、柳の増加を観察した。 ^[38]研究者は葦とガマの栽培も調査している。^[40]

メクレンブルク＝フォアポンメルン州では、グライフスヴァルト大学が現在進めているパルディ・ペレット・プロジェクトは、乾燥ペレットの形でスゲ、葦、カナリア草から効率的なバイオ燃料源を作り出すことを目指しています。^[41]

再生可能エネルギー会社Bord na Mónaは、2012年に泥炭苔の試験を開始し、湿原にミズゴケを復活させて園芸の可能性を高めようとした。 ^[38]

リトアニアで最初のピートモス栽培実験は2011年にネムナスデルタ地域公園のアウクシュトゥマラ湿原で行われた。ヴィリニュス植物学研究所の研究者らは、近隣の荒廃した高層湿原からミズゴケの一部を露出した泥炭の表面に移植した。その結果、移植された植物の94%が生き残り、露出した泥炭に広がったことが判明した。^[38]

現在進行中の「DESIRE」プロジェクトでは、バルト海への栄養分の流出を減らすために、ネマン川流域の泥炭地の修復とパルディカルチャーを調査しています。^[16]

進行中の研究プロジェクト「オランダの湿地と水」では、ランドスケープ・ノールト・ホラントは、かつて農業用に転換された湿原の葦原と湿原の再生を調査し、泥炭地の劣化に関する意識を高めることを目指している。このプロジェクトは、農業に代わる収入源として泥炭栽培を促進することを目的としている。研究者らは、泥炭苔実験用の貯水緩衝地域を含む8ヘクタールを再湿潤化した。研究者らは、土壌浸食と大気中の窒素が泥炭苔の成長に及ぼす影響、およびその結果生じる温室効果ガスの排出と土壌化学を測定している。^[40]

ロシアは北極圏諸国の中で泥炭地の面積が最も広く、世界最大の泥炭地は西シベリアの泥炭地塊で、ヨーロッパ最大の泥炭地はロシア北部のポリストヴォ・ロヴァツキー泥炭地である。^{[42] [43]}ロシアのデジタル土壌データベースから得られた推定値（地理的スケール1:500万）^[44]によると、泥炭の深さが30cmを超える土壌の面積は約2210×10 ³ km ²である。約28%が季節的に凍結する土壌地帯に、約30%が散発的で不連続な永久凍土地帯に、42%が連続した永久凍土地帯に存在している。深さ50cmを超える泥炭は北部および中部タイガ地帯で優勢である傾向があるが、ツンドラ地帯では珍しい。

現在進行中の修復には、泥炭耕作は含まれていないようだ。国際湿地保護協会は、ロシア科学アカデミー森林科学研究所およびミヒャエル・スッコウ財団と共同で、2010年夏にモスクワ地域で発生した大規模な泥炭火災に対応して、大規模な泥炭地修復プロジェクトを実施した。このプロジェクトは、泥炭地の生態学的再湿潤化を先導するためにロシア連邦とドイツ連邦共和国の協力の枠組み内で開始され、世界最大の泥炭地生態系修復プロジェクトの一つとなっている。現在までに、35,000ヘクタール以上の排水された泥炭地が生態学的手法を使用して修復されており、さらに10,000ヘクタールの修復が現在進行中である。^[45]

潜在的湿地植物データベース（DPPP）には1,000種以上の湿地植物が掲載されているが^[46]、そのうち湿地植物に適しているのはごく一部である。潜在的かつ試験済みの湿地植物の例を下の表に示す。