内陸および沿岸水系が地球の窒素循環で重要な役割を担う(Inland and Coastal Aquatic Systems Do Heavy Lifting in the Global Nitrogen Cycle)

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2025-07-08 ミシガン工科大学

ミシガン工科大学(Michigan Tech)、ベイラー大学、ボストン大学などから成る研究チームは、内陸および沿岸の水域が地球規模の窒素循環において極めて重要な役割を果たしていることを示しました。『Science』誌に掲載された論文では、湖、河川、湿地、沿岸域において窒素固定が普遍的に発生し、これらが地上と海洋の合計固定量の15%に匹敵する寄与をしていると述べられています。特に陸地面積の10%未満にもかかわらず、それ以上の窒素固定が起きるため、地球全体の窒素予算において無視できない存在であることが分かりました。研究には既存データを広範囲に解析する手法が採用され、マルチ機関による協力的なチーム構成が成功につながりました。これにより、気候モデル、環境評価、水質管理、そして流域保全政策など、多方面での見直しが求められています。

<関連情報>

内陸および沿岸水域における窒素固定の世界的重要性 Global importance of nitrogen fixation across inland and coastal waters

Robinson W. Fulweiler, Shelby Rinehart, Jason Taylor, Michelle C. Kelly, […] , and Amy M. Marcarelli
Science  Published:12 Jun 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/science.adt1511

Editor’s summary

Biological nitrogen fixation, which converts nitrogen gas into biologically available fixed nitrogen, has been studied extensively in terrestrial and open ocean systems, but less is known about this process in inland and coastal waters. Fulweiler et al. found that inland and coastal regions fix nitrogen at prodigious rates (see the Perspective by Brezonik). Although these habitats occupy less than 10% of Earth’s surface, they are responsible for approximately 20% of the nitrogen fixation occurring on land and in the ocean. —Jesse Smith

Abstract

Biological nitrogen fixation is a key driver of global primary production and climate. Decades of effort have repeatedly updated nitrogen fixation estimates for terrestrial and open ocean systems, yet other aquatic systems in between have largely been ignored. Here we present an evaluation of nitrogen fixation for inland and coastal waters. We demonstrate that water column and sediment nitrogen fixation is ubiquitous across these diverse aquatic habitats, with rates ranging six orders of magnitude. We conservatively estimate that, despite accounting for less than 10% of the global surface area, inland and coastal aquatic systems fix 40 (30 to 54) teragrams of nitrogen per year, equivalent to 15% of the nitrogen fixed on land and in the open ocean. Inland systems contribute more than half of this biological nitrogen fixation.

1904環境影響評価
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