Blum,J.D., Klaue,A., Nezat,C.A., Driscoll,C.T., Johnson,C.E., Siccama,T.G., Eagar,C., Fahey,T.J. and Likens,G.E.(2002): Mycorrhizal weathering of apatite as an important calcium source in base-poor forest ecosystems. Nature, 417, 729-731.


 The depletion of calcium in forest ecosystems of the northeastern USA is thought to be a consequence of acidic deposition and to be at present restricting the recovery of forest and aquatic systems now that acidic deposition itself is declining. This depletion of calcium has been inferred from studies showing that sources of calcium in forest ecosystems − namely, atmospheric deposition and mineral weathering of silicate rocks such as plagioclase, a calcium-sodium silicate −do not match calcium outputs observed in forest streams. It is therefore thought that calcium is being lost from exchangeable and organically bound calcium in forest soils. Here we investigate the sources of calcium in the Hubbard Brook experimental forest, through analysis of calcium and strontium abundances and strontium isotope ratios within various soil, vegetation and hydrological pools. We show that the dissolution of apatite (calcium phosphate) represents a source of calcium that is comparable in size to known inputs from atmospheric sources and silicate weathering. Moreover, apatite-derived calcium was utilized largely by ectomycorrhizal tree species, suggesting that mycorrhizae may weather apatite and absorb the released ions directly, without the ions entering the exchangeable soil pool. Therefore, it seems that apatite weathering can compensate for some of the calcium lost from base-poor ecosystems, and should be considered when estimating soil acidification impacts and calcium cycling.』

『米国北東部の森林生態系におけるカルシウムの減少は、酸性降下物の影響であり、もっか酸性降下物自体が減少している森林と水系の回復を今制限していることが考えられる。このカルシウムの減少は、森林生態系のカルシウム供給源−つまり、大気降下物およびカルシウム-ナトリウム珪酸塩である斜長石のような珪酸塩岩の鉱物風化−が森林河川で観察されるカルシウムの生産量と合わないことを示す研究から推定されている。そのため、カルシウムは森林土壌中の交換性および有機的に結合したカルシウムから失われていると考えられる。ここで我々は、Hubbard Brook実験林におけるカルシウム供給源について、さまざまな土壌・植生・水のプール内のカルシウムとストロンチウムの量およびストロンチウム同位体比の分析を通じて調査を行っている。我々は、アパタイト(カルシウムリン酸塩)の溶解が、大気供給源と珪酸塩風化から知られるインプットの大きさに匹敵するカルシウムの供給源であることを示している。さらに、アパタイト由来のカルシウムは大部分が外生菌根樹木種により利用され、これは菌根がアパタイトを風化し、交換性土壌プールに入ってくるイオンではなくて放出されたイオンを直接吸収する可能性を示す。それゆえに、アパタイト風化は塩基に乏しい生態系から失われたカルシウムのいくらかを補うことができ、土壌酸性化の影響とカルシウム循環を見積もるときに考慮すべきと思われる。』