ファンダン・ダム災害の環境への影響
ファンダンのダム崩壊が植物や土壌に与えた影響を調べる。
André Araújo da Paz, Diego Shimizu Aleixo, Astrid de Oliveira Wittmann, Florian Wittmann, Cleberson Ribeiro, Ricardo Ildefonso de Campos
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目次
鉱業は地面から鉱物や金属を掘り起こす大きな産業だけど、環境にはたくさんの問題を引き起こすこともある。鉱山が稼働すると、景観が変わって土地に永続的な影響を与えることがある。2015年のブラジルでのファンダンのダムの崩壊がその最も重要な例で、大量の廃棄物が周囲に放出された。この事件は単なる小さな問題じゃなくて、完全な環境災害だった。
ファンダンダムの崩壊
2015年11月、ブラジルのミナスジェライス州マリアナにあるサマルコという鉱山会社が所有するファンダンダムが崩れた。このダムは3920万立方メートルものスラリー(鉱山から出た残りの鉱石と水の混合物)を保持していた。ダムが崩れたとき、このスラリーはドセ川流域に流れ込み、道すがらのものをすべて浸水させ、約1469ヘクタールの自然植生を覆った。森を通り抜ける泥や廃棄物の巨大な波を想像してみて。木を倒したり、植物を埋めたりしてるんだよ。ナチュラルドキュメンタリーのシーンとは言えないよね?
植物への影響
災害の後、研究者たちはこのスラリーが地域の植物に与える影響を詳しく調べ始めた。植物が回復する能力は、いくつかの主要な要因に依存している。まず、土壌に種子バンクが必要で、これは成長するのを待っている種のパントリーのようなもの。それから、新しい種が他の場所からやって来る必要があって、最後に新しい種を加えるなどの復元努力も役割を果たす。この災害の数ヶ月後、種や木を植えるなど、地域を復元するためのさまざまな試みが行われた。
でも、土壌に種があるだけでは自動的に新しい植物が生えるわけじゃない。苗、つまりは赤ちゃん植物の生存も重要なんだ。スラリーが残した泥の混乱は土壌に大きな影響を与え、化学的および物理的な特性を変えた。例えば、スラリーはその地域の自然土壌と比べて異なる成分を含んでいて、砂が多く含まれていて、種が押し出されたり根が地面に掘り込んだりするのが難しくなる。
土壌の特性の変化
スラリーは土壌をいくつかの方法で変えた。土壌が圧縮されて、密度が高くなった。この密度のせいで植物が根を張るのが難しくなった。圧縮された土壌は硬いクッキーみたいで、掘るのが大変。土壌には鉛やクロムなどの特定の金属の濃度が高く含まれていて、少量なら植物にとって必要だけど、高濃度になると毒になることがある。もしあなたが植物だったら、重金属が多すぎる食事を取るのは避けたいよね。
実験の開始
スラリーが植物の繁殖に与える影響を調べるために、研究者たちは植物がスラリーに影響を受けた地域で成長するのが難しいかどうかをテストすることにした。土壌の特性が植物の成長にどのように影響するかを見て、コントロールされた成長実験を設定して、土壌からどれだけの植物が出たか、どれだけ成長したかを調べた。
研究地域と研究方法
研究者たちはブラジルの上ドセ川流域に焦点を当て、半落葉性の季節林が特徴。この地域は農業や鉱業による人間の影響の長い歴史がある。彼らは、ダムの崩壊による影響を受けた地域とそうでない地域のサンプルを集めるために、3つの地域を注意深く選んだ。
土壌サンプルは植物の行動の変化を考慮するために異なる季節に採取された。研究者たちは土壌やリッターのサンプルを集め、それを分析して植物の成長に影響を与えるさまざまな要因を測定した。
苗の発芽実験
研究者たちは、収集した土壌をトレイに配置し、苗が発芽するための完璧な条件を作った。毎日土壌に水をやり、6ヶ月間で何本の植物が芽を出したかをカウントした。毎回の植物の発芽を細かく記録し、種の分類を正確に行った。
目的は、土壌の種子バンクからどれだけの苗が発芽するかを見て、パーティーの後にジャーにどれだけクッキーが残っているかを確認するようなものだった。
土壌の化学分析
植物を数えるだけでなく、研究者たちは影響を受けた地域と受けていない地域の土壌の化学的特性も分析した。影響を受けた地域の土壌は一般的に肥沃度が低く、有機物の量も少なかった。これは、その地域の植物が成長するのがより難しいことを意味する。
結果として、影響を受けた土壌は栄養素のレベルが低く、まるでただの古いパンのダイエットで庭を育てようとしているようなものだった。一方、影響を受けていない土壌は栄養素のレベルが高く、植物が繁栄する可能性が大きくなった。
植物の数と多様性の比較
影響を受けた地域と受けていない地域で出てきた植物の数を比較したとき、研究者たちは興味深い情報を発見した。土壌の個体数は影響を受けた地域の方がはるかに多かったが、植物種の多様性は低かった。この発見は、多くの種子が芽を出せたとしても、スラリーが影響を与えたゾーンでは異なる植物の種類が少なかったことを示している。
実際、影響を受けた地域ではユニークな植物種の数が非影響地域と比べて35%低いことが指摘された。この結果は、たくさんの植物がある一方で、非影響地域の植物と比べて多様性がないため、より「同じような」状況になっていることを意味する。
植物の成長については?
研究者たちは苗の発芽実験から2つの一般的な植物を選んで、更に研究することにした。ルドウィジア・オクトバルビスとマルシピアンテス・カマエドリス。これらの植物は、影響を受けた地域で再生しようとしているコミュニティを代表するのに適しているため選ばれた。
成長実験中、植物は影響を受けた地域と受けていない地域から採取された土壌に置かれた。研究者たちは75日間で植物の高さと直径を監視して、異なる条件下でどれだけ成長できるかを見た。
結果は、ルドウィジア・オクトバルビスは影響を受けていない土壌でより良く成長したという良いニュースだった。しかし、マルシピアンテス・カマエドリスの成長においては、どちらの土壌タイプでも顕著な差はなかった。これは、いくつかの植物が適応できた一方で、他の植物はあまり好かれない条件では成長するのが難しいことを示唆している。
結果:復元への影響
じゃあ、これらの結果は未来に何を意味するんだろう?スラリーによって影響を受けた土壌から芽を出した苗の数は、ポジティブなサインだ。自然は回復力があり、厳しい状況でも再生しようとすることを示している。ただ、植物種の多様性が減少しているので、エコシステムの全体の健康状態はまだ問題があるかもしれない。
土壌の質を改善し、生物多様性を増やすことに焦点を当てた取り組みが重要になる。これは土壌に栄養を戻したり、さまざまな植物が一緒に育つように確保することを含むかもしれない。これが長期的により健康なエコシステムにつながる。
結論:災害から学ぶ
ファンダンダムの災害は、鉱業が環境に与える影響についての重要な教訓を提供する。エコシステムへの長期的な影響を理解することや影響を受けた地域を復元する際の課題の重要性を示している。自然には回復する能力があるけど、しばしば少しの助けや時には多くの忍耐が必要なんだ。
だから、未来を見るとき、巨大な環境災害の前でも再生の希望があることを忘れないで。まるで不死鳥が灰の中から立ち上がるように、植物は成長するための適切な条件があれば突破しようとするんだ!
タイトル: Plant recruitment six years after the Samarcos tailings-dam disaster: Impacts on species richness and plant growth
概要: One of the greatest tragedies in Brazilian mining history occurred in November 2015 in Mariana, Minas Gerais state, when a dam from the mining company Samarco was breached. Millions of mine tailings from this upstream embankment were dumped over the Doce River basin, impacting an area of approximately 1469 ha of riparian vegetation. Our objective was to experimentally investigate whether plant recruitment and establishment are impaired in areas affected by tailings six years after the deposition. To achieve this goal, in 2021 we compared soil chemical properties between affected and unaffected areas, performed a soil seed bank experiment in controlled conditions, and conducted a greenhouse growth experiment using the two most abundant plant species. Affected soils presented lower fertility and organic matter content. At the same time, the mean abundance and richness of emerging plants did not differ between soils. Still, affected areas exhibited approximately 35% lower accumulated species richness (gamma diversity) than unaffected ones. The three most abundant species in both areas represented 34% of the individuals, being Marsypianthes chamaedrys (Vahl) Kuntze, Ludwigia octovalvis (Jacq.) P.H. Raven and Ageratum conyzoides L. In the growth experiment, plants growing in affected soils presented reduced height and stem diameter increment (L. octovalvis) or allocated fewer resources to root production than aerial parts (M. chamaedrys), potentially in response to soil infertility and density. Even after six years, our results showed that tailings- affected areas continue to experience negative impacts on plant recruitment, highlighting its adverse effects on ecosystem functions and services.
著者: André Araújo da Paz, Diego Shimizu Aleixo, Astrid de Oliveira Wittmann, Florian Wittmann, Cleberson Ribeiro, Ricardo Ildefonso de Campos
最終更新: 2024-12-09 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.05.627048
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.05.627048.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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