気候変動は生物多様性に影響を及ぼします。
地球温暖化の進行により植物が減少すると、昆虫が得られる食料も減る可能性があります。
研究者は、気候変動が生物多様性に及ぼす影響をさらに調査することが、より良い適応策を生み出すうえで極めて重要になり得ると説明しています。
研究者らは、気候変動のもとで北欧に予測される、より暖かく湿潤な条件を再現するため、農地の一部を局所的に1.5 ºC温め、灌漑量を40%増やしました。こうした条件は、野生の草花と、それに関わる昆虫の群集に直ちに変化をもたらしました。ほとんどの植物種は「敗者」で、花の数が減り、分泌する蜜が少なくなり、種子の数が減るか軽くなりました。その結果、花粉媒介者の食料資源が減り、より多様な植物を訪れるようになりました。
IPCCの中間排出シナリオRCP4.5によると、今世紀半ばごろまでに世界の平均気温は0.9～2.0 ºC上昇すると予測されています。その結果、多くの種、とりわけ食料、生息地、繁殖に非常に特定の条件を必要とする専門性の高い種は、適応できなくなるでしょう。
世界経済フォーラムは、自然をめぐってどのような取り組みを行っているのでしょうか。
自然・気候センターは、気候、自然、経済発展の相互関係をリーダーが理解できるよう支援しています。地球の限界の範囲内でレジリエンスと繁栄を支える道筋を探るためのプラットフォームを提供しています。
分野や地域を越えた協力を促すことで、同センターはパートナーが共通理解を実践的な気候・自然ソリューションへと結び付けることを支援しています。
作物の約35%は受粉を昆虫に依存しているため、地球温暖化が昆虫の健全性や、食料源として昆虫が頼る野生の草花に及ぼす影響を調べる必要があります。起こり得る変化を理解すれば、野生植物や作物への悪影響を軽減できるかもしれません。
英国のニューカッスル大学の科学者らによるこの研究は、気候変動を模擬した場合に野生の草花の繁殖成功率に生じる即時的な影響と、植物と花粉媒介者の食物網への影響を実験で示した初めてのものです。研究結果は『Frontiers in Plant Science』に掲載されました。
筆頭著者で、ニューカッスル大学自然・環境科学部の博士研究員であるエレン・D・モス博士は、次のように述べています。「気温が1.5°C上昇すると、昆虫の花粉媒介者が利用できる食料資源が大幅に減少し、花粉媒介者は食料を求めてより多様な植物を訪れるようになること、また、一部の野生の草花では種子の生産が減る一方、別の草花では増えることを、ここで示しました」
野外で地球温暖化を再現する
著者らは、英国の農業研究施設にある屋外実験区で、赤外線ヒーターを使って周囲の温度を一定に1.5 ºC上げ、地球温暖化を再現しました。そして2014年と2015年に、加温した実験区と加温していない対照区の植物・昆虫の生物多様性と、花を訪れる昆虫の訪問パターンを比較しました。
北欧では気候変動により降雨量も増えると予測されているため、加温と併用した場合と加温を行わない場合の両方で、実験区に追加の水を与える灌漑の影響も調べました。追加の水量は、自然降水量に加えて地域の月間降雨量の40%に相当します。
各年の間に実験区を耕し、春にコムギと、コムギ畑に典型的な在来の一年生・虫媒性草本植物8種を播種しました。これには、フユナズナやヤグルマギクなどが含まれます。農薬は使用しなかったため、地域の野生の草花も実験区に定着して開花できました。
6月から8月までの開花期を通じて、著者らは各実験区に存在する植物種の数と、それぞれの花の数を数えました。また、種ごとに乾燥した成熟種子の重さを量り、花ごとの蜜の量を測定しました。さらに、シーズン中に定期的に20分間の観察を行い、各植物種を訪れる昆虫の数を数え、専門家が種を特定できるよう昆虫を採集しました。
著者らは2014年に植物25種と昆虫80種、2015年に植物19種と昆虫69種を確認しました。植物種や昆虫種の数は処理条件によって変わらず、追加の水の有無にかかわらず、1.5 ºCの加温では種の多様性に直ちに変化が生じないことが示されました。むしろ、即時的な影響はより微妙でした。例えば、実験区を加温すると、繁殖の面ではほとんどの植物種が「敗者」となり、花の数が減るか、種子の数が減少または軽量化しました。
著者らは、「私たちの実験では、気温が1.5°C上昇すると、シーズンを通じた花の単位数が約40%減少し、花を訪れる生物が利用できる食料が大幅に減ることが示されました」と記しています。
唯一の「勝者」
模擬した気候変動のもとで繁殖面の「勝者」となった唯一の野生植物は、タチイヌノフグリでした。加温した実験区では、より多く、より重い種子をつけました。しかし、加温した実験区では花が分泌する蜜が65%減少し、花粉媒介者にとっての魅力は低下しました。
研究者らは食物網にも微妙ながら即時的な変化が生じることを確認しました。例えば、加温した実験区では昆虫種がより多くの植物種を訪れる傾向があり、花あたりの訪問回数も増加したため、食物網はより複雑になりました。昆虫の採餌行動の変化は、利用できる食料の減少が原因と考えられます。また、加温や追加の水によって確認された種の数は変わらなかったものの、処理条件によって植物群集と昆虫群集の構成は大きく異なりました。
モス氏は、「私たちの結果は、気候温暖化が農業システムにおける一部の野生の草花種とその花粉媒介者に深刻な影響を及ぼし、将来、群集の構成が変化する可能性が高いことを示しています」と述べました。
共著者で、ニューカッスル大学の生態学・保全学教授であるダレン・エバンス博士は、次のように述べています。「私たちの結果は、気候温暖化が作物以外の植物に影響を及ぼすだけでなく、一般に雑草と見なされる種が重要な昆虫の花粉媒介者群集をいかに支えているかについても、貴重な知見をもたらします」
「今後、より包括的な種間相互作用のネットワークにおいて、気候温暖化が直接的・間接的な作用にどのような影響を及ぼすのかをより深く理解すれば、変化する世界に合わせて農業システムを適応させやすくなるでしょう」
