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植物を介した鉄-炭素相互作用：中国貴州省草海湿地における土壌有機炭素隔離の微生物駆動要因

Plant-Mediated Iron–Carbon Interactions: Microbial Drivers of Soil Organic Carbon Sequestration in the Caohai Wetland, Guizhou Province, China (原題)

Xiaolu He, Mengyu Wang, Dan Yang

Ecologies📚 査読済 / ジャーナル2026-08-03#気候科学Origin: CN
DOI: 10.3390/ecologies7030077
原典: https://doi.org/10.3390/ecologies7030077

🤖 gxceed AI 要約

日本語

中国貴州省の草海湿地において、植生域と裸地を比較し、鉄-炭素結合と微生物群集が土壌有機炭素（SOC）隔離に与える影響をメタゲノム解析で調査。植生域ではSOC、微生物ネクロマス炭素、植物由来炭素が有意に高く、鉄結合有機炭素も増加。鉄還元菌と鉄酸化菌の存在が鉄-炭素結合の安定性に影響し、植生が微生物代謝を介して炭素隔離を促進することを示唆。

English

This study examines iron-carbon interactions and microbial drivers of soil organic carbon (SOC) sequestration in the Caohai wetland, China. Vegetated areas showed higher SOC, microbial necromass carbon, and plant-derived carbon than bare flats, with more stable iron-bound organic carbon. Metagenomic analysis revealed that iron-reducing and iron-oxidizing bacteria influence iron-carbon associations, suggesting vegetation enhances carbon sequestration through microbial metabolic modulation.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本の湿地生態系や炭素隔離研究に参考となる。特に、気候変動適応策としてのブルーカーボン生態系の評価や、土壌炭素貯留のメカニズム理解に貢献する可能性がある。

In the global GX context

This research contributes to global understanding of wetland carbon sequestration mechanisms, relevant to climate mitigation strategies and blue carbon initiatives. It provides insights into plant-microbe-mineral interactions that could inform carbon accounting and ecosystem management.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides mechanistic insights into microbial drivers of SOC sequestration in wetlands, useful for carbon cycle modeling.

🏢実務担当者:May inform wetland management and restoration practices to enhance carbon storage.

🏛政策担当者:Supports evidence for wetland conservation as a climate mitigation strategy.

📄 抄録（日本語訳）

酸化鉄は、湿地生態系における土壌有機炭素（SOC）の隔離に極めて重要である。植生が土壌微生物を駆動して鉄－炭素相互作用を調節し、SOC隔離能に影響を与えるかどうかは、依然として議論の余地がある。そこで本研究では、中国貴州省の草海高山淡水閉鎖湿地における鉄－炭素カップリング過程とその微生物駆動要因を調査した。メタゲノムシーケンシングと物理化学的分析を用いて、植生域（ヨシ（Phragmites australis）およびフトイ（Scirpus tabernaemontani））と裸地（BF）を比較した。植生土壌におけるSOC、微生物ネクロマス炭素（MNC）、植物由来炭素（PC）のレベルは、BFよりも有意に高かった（p < 0.05）。全調査地域において、PC/SOC比（PA: 27.89 ± 3.59 %; ST: 24.58 ±1.86 %; BF: 24 ±2.82 %）はMNC/SOC比（PA: 15.58 ± 0.94 %; ST: 15.95 ± 0.73 %; BF: 13.06 ±1.30 %）を上回った。PC/SOC比およびMNC/SOC比は、BF地域よりも植生域で高かった。BFと比較して、植生は湿地のSOC安定性を高め、炭素隔離を促進した。鉄結合有機炭素（Fed–OC）含有量は、BF（0.14 ± 0.08 g/kg）よりも植生土壌（PA:0.34 ± 0.08 g/kg; ST:1.07 ± 0.58 g/kg）で有意に高かった（p < 0.05）。Fed–OC/Fed比（PA: 22.87 ± 14.00 %; ST: 23.00 ± 13.90%; BF: 5.36 ± 3.40 %）に基づくと、植生土壌におけるFed–OC結合は安定した共沈殿が支配的であったのに対し、BFでは不安定な吸着が優勢であった。全調査地域において、鉄還元細菌（FeRB）および鉄酸化細菌（FeOB）の存在量はBFでピークに達した。Thiobacillus、Intrasporangium、Gallionella、Nocardioidesを含むいくつかのFeRB属は、Fedと有意な正の相関を示した（p < 0.05）。逆に、GeobacterおよびNitrospiraは、Fed–OCおよびPCと有意な負の相関を示した（p < 0.05）。FeOB属—Thioalkalivibrio、Thiohalobacter、Pseudomonas—はFedと負の相関を示した。植生の存在は、根圏分泌物の供給と根圏条件の調節を通じて微生物の代謝ポテンシャルに影響を与え、それによってFed–OC結合に影響を及ぼし、ある程度湿地土壌におけるSOC隔離に寄与しているようである。これらの知見は、植物－微生物－鉱物相互作用に関する重要な洞察と、湿地生態系における炭素吸収源動態を予測するための科学的枠組みを提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Iron oxides are crucial to soil organic carbon (SOC) sequestration in wetland ecosystems. Whether vegetation drives soil microorganisms to regulate iron–carbon interactions and influence SOC sequestration capacity remains controversial. Thus, this study investigated iron–carbon coupling processes and their microbial drivers in the Caohai alpine freshwater closed wetland, Guizhou Province, China. Using metagenomic sequencing and physicochemical analyses, we compared vegetated areas (Phragmites australis and Scirpus tabernaemontani) with bare flats (BF). Levels of SOC, microbial necromass carbon (MNC), and plant-derived carbon (PC) in vegetated soils were significantly higher than those in BF (p < 0.05). In all study regions, the PC/SOC ratio (PA: 27.89 ± 3.59 %; ST: 24.58 ±1.86 %; BF: 24 ±2.82 %) exceeded the MNC/SOC ratio (PA: 15.58 ± 0.94 %; ST: 15.95 ± 0.73 %; BF: 13.06 ±1.30 %). The PC/SOC and MNC/SOC ratios were higher in vegetated areas than in BF areas. Compared with BF, vegetation enhanced wetland SOC stability and promoted carbon sequestration. Iron-bound organic carbon (Fed–OC) content was substantially greater in vegetated soils (PA:0.34 ± 0.08 g/kg; ST:1.07 ± 0.58 g/kg) than in BF (0.14 ± 0.08 g/kg) (p < 0.05). Based on the Fed–OC/Fed ratio (PA: 22.87 ± 14.00 %; ST: 23.00 ± 13.90%; BF: 5.36 ± 3.40 %), Fed–OC associations in vegetated soils were dominated by stable coprecipitation, whereas unstable adsorption prevailed in BF. In all study regions, the abundances of iron-reducing bacteria (FeRB) and iron-oxidizing bacteria (FeOB) peaked in BF. Several FeRB genera, including Thiobacillus, Intrasporangium, Gallionella, and Nocardioides, were significantly and positively correlated with Fed (p < 0.05). Conversely, Geobacter and Nitrospira exhibited significant negative correlations with Fed–OC and PC (p < 0.05). The FeOB genera—Thioalkalivibrio, Thiohalobacter, and Pseudomonas—were negatively correlated with Fed. Vegetation presence appears to influence microbial metabolic potentials through the provision of rhizodeposits and the modulation of rhizosphere conditions, thereby affecting Fed–OC associations and contributing to SOC sequestration in wetland soils to some extent. These findings provide critical insights into plant–microbe–mineral interactions and a scientific framework for predicting carbon sink dynamics in wetland ecosystems.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。