干ばつの一形態としての河川の塩析

River basin salinization as a form of aridity.

• Saverio Perri
• Samir Suweis
• Alex Holmes
• Prashanth R Marpu
• Dara Entekhabi
• Annalisa Molini

抄録

土壌のサリン化は、陸域の河川流域の 3 分の 1 以上に影響を与えている（食糧農業機関調和世界土壌データベースに基づく推定値、2012 年）。これらの中でも、多くは、すでにさまざまな程度の乾燥度、土地の劣化、気候変動に対する脆弱性を内包している内地系や一時的なシステムである。塩分化の主な効果は、植物の水分取り込みと蒸発散を制限し、それによって利用可能な土壌水分を減少させ、土壌の肥沃度を損なうことである。この点では、塩水化は乾燥に似ており、乾燥と同様に、水文分割と土地-植生-大気相互作用の強さを集水域スケールで大きく制御する可能性がある。しかし、陸域の水収支に及ぼす塩析の長期的な影響は、まだほとんど明らかにされていない。ここでは、流域スケールでの塩害と種特異的な植物の塩耐性を明示的に考慮したBudykoのフレームワークを修正したものを紹介する。提案されたフレームワークは、オーストラリアの水利用可能性プロジェクト(AWAP)から得られた237の水収支データを解釈するために使用され、そのうち29%はすでに塩害の影響を受けている。我々の結果は、塩水化が塩害を受けた流域の水文学的な分配に影響を与え、水の利用可能性に大きな制約を与え、乾燥度を高めることを理論的にも実験的にも証明するものである。同じアプローチは、古典的な観測技術では評価が困難な流域スケールでの塩分濃度と植生の耐塩性を推定するために適用できる。また、植物の塩耐性が塩害を受けた流域の土壌水収支への植生のフィードバックを調整する上で重要な役割を果たしていることを示した。

Soil-salinization affects, to a different extent, more than one-third of terrestrial river basins (estimate based on the Food and Agriculture Organization Harmonized World Soil Database, 2012). Among these, many are endorheic and ephemeral systems already encompassing different degrees of aridity, land degradation, and vulnerability to climate change. The primary effect of salinization is to limit plant water uptake and evapotranspiration, thereby reducing available soil moisture and impairing soil fertility. In this, salinization resembles aridity and-similarly to aridity-may impose significant controls on hydrological partitioning and the strength of land-vegetation-atmosphere interactions at the catchment scale. However, the long-term impacts of salinization on the terrestrial water balance are still largely unquantified. Here, we introduce a modified Budyko's framework explicitly accounting for catchment-scale salinization and species-specific plant salt tolerance. The proposed framework is used to interpret the water-budget data of 237 Australian catchments-29% of which are already severely salt-affected-from the Australian Water Availability Project (AWAP). Our results provide theoretical and experimental evidence that salinization does influence the hydrological partitioning of salt-affected watersheds, imposing significant constraints on water availability and enhancing aridity. The same approach can be applied to estimate salinization level and vegetation salt tolerance at the basin scale, which would be difficult to assess through classical observational techniques. We also demonstrate that plant salt tolerance has a preeminent role in regulating the feedback of vegetation on the soil water budget of salt-affected basins.