中国の研究者、国内乾燥地域でフェアリーサークル初発見

研究チームが内モンゴル自治区アルシャー盟アルシャー左旗付近で撮影したフェアリーサークル。（フフホト＝新華社配信）

　【新華社蘭州１１月１４日】中国科学院地理科学・資源研究所（北京市）の于貴瑞（う・きずい）院士（アカデミー会員）のチームがこのほど、甘粛省の蘭州大学や甘粛農業大学などの大学・研究機関との共同調査で、北方乾燥地域での「フェアリーサークル」現象を初めて確認し、形成メカニズムを解明した。研究成果をまとめた論文は米国時間１１日、国際学術誌「米国科学アカデミー紀要（ＰＮＡＳ）」電子版に掲載された。

　フェアリーサークルは、アフリカのナミビアやオーストラリアの乾燥地で知られる現象で、円の周辺では草が生い茂るが、内側では植物がほとんど育たない。中国ではこれまで、沿岸の塩沼地帯を中心に研究されてきたが、乾燥・半乾燥地域で存在が確認されたのは初めて。

　研究チームは北方乾燥地域の砂地や砂漠の外縁部で、降水量の異なる各地域をドローンで撮影するとともに現地調査を行い、低木林と草地の境界エリアで低木が輪を作るフェアリーサークルを発見した。

風砂にさらされたことにより斑状となり、急速に崩壊していく砂漠外縁部の植生。（フフホト＝新華社配信）

　論文の筆頭著者、同研究所の孫靖尭（そん・せいぎょう）博士は「中国の乾燥地域でフェアリーサークルを発見したのは初めてだ。さらに重要なのは、どのように形成されたのかを突き止めたことだ」と述べた。これまではシロアリなどの昆虫の活動や「水分フィードバック」（植物が土壌の水分に影響を与え、変化した水分が植物に影響を与えるという循環）のみに起因するとの見方が多かったが、今回の研究は統計物理学の相転移（水が気体や固体になるような状態の変化）理論を応用し、フェアリーサークルが生態系の臨界状態で必然的に現れる現象と位置付けた。

　「フェアリーサークルが、低木と草が激しい資源争奪戦の中で到達した空間を分け合う一種の『準安定状態』であることを理論モデルによって証明した」。孫氏は、降水量が増えて草との競争が激しくなった低木の群落は中心部が水不足で空洞化するが、空洞の輪の部分では逆に水が集まり活動を維持できると説明。相転移理論では、こうした極めてぜい弱な共存は１次相転移の臨界点付近に現れる「準安定な配置」とされるという。

　相転移理論を用いれば、フェアリーサークル現象を説明できるだけでなく、砂漠の外縁部で起こり得る生態系の危機も予測できる。甘粛農業大学の王艶莉（おう・えんり）博士は、降水量の変化による植生景観の劇的な変化、砂嵐による植生被覆率の加速度的な崩壊など急変の種類を見分けることで、砂漠外縁部の生態系の異変を早期に察知する新たな指標を示せると語った。（記者／任延昕）