【陸上植物が珪酸塩鉱物の風化速度に与える影響のレビューおよび考察】
【Table 1: pH of the transition points and slope of log (Rate) vs. pH graph in the acid region for silicate minerals.
Table 2: Effect of oxalate on silicate dissolution rates.】

『Abstract
　Land plants and their associated microbiota directly affect silicate mineral weathering in several ways: by generation of chelating ligands, by modifying pH through production of CO2 or organic acids, and by altering the physical properties of a soil, particularly the exposed surface areas of minerals and the residence time of water.
　In laboratory experiments far from equilibrium, 1 mM oxalate (a strong chelator of Al) has a negligible effect on the dissolution rate of alkali feldspars, but some effect on calcic feldspars and olivine. By analogy to oxalate, the overall effect of organic ligands on the weathering rate of silicate minerals in nature is likely to be small, except perhaps in microenvironments adjacent to roots and fungal hyphae. The effect of pH on silicate mineral dissolution rate depends on pH: below pH 4-5, the rate increases with decreasing pH, in the circumneutral region the rate is pH-independent, and at pH values above around 9 the rate increases with increasing pH. Vegetation should thus cause an increase in weathering rate through the pH effect only where the pH is below 4-5. As an overall generalization, the effect of plants on weathering rate through changes in soil-solution chemistry is probably small for granitic rocks; it may be greater for more mafic rocks. It is the release of Ca and Mg from mafic rocks that has the greatest influence on the global CO2 budget.
　The effect of changes in soil physical properties on weathering rate can be major. By binding fine particles, plants can greatly increase weathering rates in areas of high physical erosion. Where erosion rates are lower, the effect of plants is less clear. On long timescales plants may decrease chemical weathering by binding secondary products and isolating unweathered minerals from meteoric water. A major unknown in estimating the effect of the advent of land plants on weathering rates is the nature (thickness, particle size distribution, permeability) of the regolith on the pre-Silurian continents. The indirect effect of vegetation through changing the regional distribution of precipitation may be as important as the direct effects.』

『要旨
　陸上植物および関連する微生物群は、いくつかのやり方で珪酸塩鉱物の風化に対して直接に影響を与える：キレート化配位子の発生によるもの、CO2や有機酸の生産を通じてpHを変えることによるもの、そして土壌の物理性、とくに鉱物の露出表面積および水の滞留時間を変えることによるもの。
　平衡から離れた室内実験では、1 mM シュウ酸（Alの強力なキレート剤）はアルカリ長石の溶解速度にごくわずかの影響しか与えないが、Ca長石とかかんらん石にはある程度の影響をもつ。シュウ酸との類似により、天然での珪酸塩鉱物の風化速度への有機配位子の全体的な影響は小さいと思われるが、根とか菌類の菌糸の近くのミクロ環境はおそらく例外である。珪酸塩鉱物溶解速度へのpHの影響はpHに依存する：pH4〜5以下では、速度はpHの減少とともに増加し、中性付近では速度はpHとは関係せず、ほぼpH9以上で速度はpHの上昇とともに増加する。したがって、pHが4-5以下の場合でのみ、植物はpH効果によって風化速度の増加を起こせるであろう。全体として、土壌-溶液化学の変化を通じた風化速度への植物の影響は、花崗岩類に対してはおそらく小さい；もっと苦鉄質の岩石に対しては影響はもっと大きいだろう。世界的なCO2収支に対して最も大きな影響をもつのは、苦鉄質岩からのCaとMgの放出である。
　風化速度に対する土壌物理性の変化の影響は大きいはずだ。細かい粒子を固めることで、植物は、物理浸食の大きな地域での風化速度を増加させることができる。浸食速度が小さいところでは、植物の影響はあまりはっきりしない。長期の時間スケールでは、植物は、二次産物を固めたり、未風化鉱物を天水から隔てたりことで、化学風化を減少させるかもしれない。風化速度に対する陸上植物の出現の影響を見積もる際に、大きな未知のことがらは先シルル紀の大陸上に存在したレゴリス（表土）の性質（厚さ、粒径分布、透水性）である。降水量の地域的な分布を変えることを通じた植物の間接的な影響は、直接の影響と同じように重要であろう。』

Introduction
Chemical processes

『

Table 1: pH of the transition points (See Fig. 1) and slope of log (Rate) vs. pH graph in the acid region for silicate minerals.

Mineral	Transition pH (acid)	Slope in acid region	Transition pH (basic)	Source
Albite	4.5	-0.5	7.5	Sverdrup (1990)1
Oligoclase	4.5	-0.5		Oxburgh et al. (1994)
Andesine	4.5	-0.5		Oxburgh et al. (1994)
Bytownite	5	-0.75		Oxburgh et al. (1994)
Anorthite	4.5	-3		Amrhein & Suarez (1988)
K-feldspar	5	-0.5		Schweda (1989)
Forsterite	72	-0.9	72	Sverdrup (1990)1
Forsterite	4.5(?)	-0.6	8(?)	Blum & Lasaga (1987)
Garnet	5.5	-0.9	8	Sverdrup (1990)1
Amphiboles	5.5	-0.8		Sverdrup (1990)1
Amphibole	<3			Mast & Drever (1987)
Diopside, Augite	ca.6	-0.7 to -0.9	ca.8	Sverdrup (1990)1
Phlogopite, Biotite		-0.4		Sverdrup (1990)1
Kaolinite	4	-0.4		Wieland & Stumm (1992)
1 Sverdrup (1990) represents both original work and a compilation of data from the literature. 2 No pH-independent region.

』

　Effect of pH
　Effect of organic ligands

『

Table 2: Effect of oxalate on silicate dissolution rates.

Mineral	Oxalate Concn.	pH	Dissol. rate1	Source
Oligoclase	10-3	4-9	1	Mast & Drever (1987)
Andesine	10-3	4 & 5	2	Oxburgh (1991)
Bytownite	10-3	4	1	Oxburgh (1991)
Bytownite		4.5	1.7	Oxburgh (1991)
Bytownite		5	3	Oxburgh (1991)
Anorthite	10-4	4	2.2	Amrhein & Suarez (1988)
K-feldspar2	2×10-2	3.6	1.6	Bevan & Savage (1989)
Olivine	10-3	4.5	23	Grandstaff (1986)
Amphibole	10-3	3-9	1	Mast & Drever (1987)
Kaolinite	10-3	4	1.4	Stumm & Wieland (1990)
Kaolinite	10-2	4	2.3	Stumm & Wieland (1990)
75-150μm fraction of soil	10-3	4, 4.5	1.5	Swoboda-Colberg & Drever (unpublished)
1 Rate with ligand divided by rate without ligand 2 At 70゜C

』

Physical processes
Field evidence
Discussion
Conclusion
Acknowledgments
References