土壌滞留時間が世界河川の溶存有機炭素年代を決定することを解明(Study: Soil Residence Time Governs Age of Dissolved Organic Carbon in Global Rivers)

2026-06-02 中国科学院(CAS)

中国科学院南京地理湖沼研究所の周永強教授らの研究チームは、世界の河川に含まれる溶存有機炭素(DOC)の濃度と炭素同位体特性(Δ¹⁴C、δ¹³C)を高解像度で全球的に解析し、その年代を支配する主要因が土壌中での炭素滞留時間であることを明らかにした。研究では、世界規模のデータベースと機械学習を組み合わせ、河川DOCの起源や空間分布、年代構造を評価した。その結果、DOCの年代は現代由来から約2万9千年以上前のものまで幅広く、平均放射性炭素年代は約221年であった。全体の約60%は100年未満の比較的新しい炭素だが、高緯度・高標高地域では永久凍土の融解や氷河作用によって古い炭素が河川へ供給されていた。混合モデル解析では、化石起源炭素の寄与は6.7%に過ぎず、現代の陸上有機物(約38%)と河川内生産由来有機物(約44%)が主要な供給源であることが判明した。研究は、気候変動による永久凍土融解が古い炭素の流出を加速し、水域での生物地球化学過程を通じて炭素循環と気候変動の正のフィードバックを強める可能性を示した。

<関連情報>

土壌炭素の滞留時間は、世界の河川における溶存有機物の年齢を規定する Soil carbon residence time regulates the age of dissolved organic matter in global rivers

Zhaohui Liu,Yongqiang Zhou,Gerard Rocher-Ros,Joshua F Dean,Jack J Middelburg,Pierre Regnier,Jan Karlsson,Liwei Zhang,Weipeng Lin,Chenglong Wang,…
National Science Review  Published:21 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/nsr/nwag237

土壌滞留時間が世界河川の溶存有機炭素年代を決定することを解明(Study: Soil Residence Time Governs Age of Dissolved Organic Carbon in Global Rivers)

ABSTRACT

Riverine dissolved organic carbon (DOC) constitutes a pivotal component in the Earth’s carbon cycle, yet little is known about the global patterns, sources, and factors governing lotic DOC. Here, we integrate a global dataset and employ machine learning to generate a global atlas of riverine DOC concentration and its radiocarbon (Δ14C) and stable-carbon (δ13C) isotopic signatures. Globally, riverine DOC has an average Δ14C value of –22.5‰ ± 144.0‰ (radiocarbon age of 221 years), with fossil carbon contributing a minor fraction (6.7% ± 3.0%). Terrestrial and autochthonous riverine production are the dominant DOC sources (>80%) at the global scale, with contemporary terrestrial DOC predominant in tropical rivers and within-river production prominent in those within temperate and semi-arid regions. Rivers draining high-latitude regions and high-elevation sites have the lowest Δ14C values (–353‰ to –78‰; ages between 3400 and 600 years). River Δ14C-DOC values correlate with soil organic carbon Δ14C values, but river DOC has much higher Δ14C values than subsurface soils indicating that riverine DOC originates from surface rather than subsurface soils. Because warming mobilizes aged organic carbon from permafrost soils, export to and processing of old carbon in recipient aquatic systems may accelerate with climate change.

1901環境保全計画
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