塩性化を抑制するために、黄土高原でエビを養殖しているんですか？

塩化とは、土地の表層に塩分とアルカリ成分が蓄積するプロセスを指します。土壌溶液の濃度が高いため、塩性アルカリ性の土地では作物を育てることが困難です。わが国の黄淮海地域、東北地方西部平原、河涛平原、西北内陸乾燥地帯では、合計14億8千万ムーの連続した塩性アルカリ性土地が長い間使用できず、ここに住む人々の生産と生活は困難に陥っています。

画像出典: Tuchong Creative

塩性化を抑制するために、人々はさまざまな手段で多大な努力を払っています。一部の地域では土壌改良に重点を置いており、これは深部から掘り出した通常の土を使用して塩性アルカリ土壌層を覆うことを意味します。いくつかの地域では、塩分やアルカリに耐性のある作物の栽培が試みられています。袁龍平院士チームが栽培した「海米」は、この方向での成功例である。

また、かなり独創的なアイデアもあります。塩性アルカリ土地の表面には大量の塩性アルカリが蓄積されているので、塩性アルカリ土地に池を掘り、そこに真水を満たして塩水環境を形成すれば、塩性アルカリを溶解できるのではないか？このような池で魚介類を養殖すれば、塩性アルカリ性土壌の有効活用という目的も達成できるのではないでしょうか。

実は、このアイデアは実現可能なんです。わが国の甘粛省景台県では、塩性アルカリ性土壌に変化した土地を利用して池を掘り、メジナエビを養殖する試みが長年行われてきました。

水不足は困りものだが、水が多すぎるのも耐えられない

歴史的に、景台県は塩性アルカリ災害が頻繁に発生する地域ではありませんでした。 1974年以前、騰格砂漠に隣接する景台県は、主に土地の乾燥と砂漠化に悩まされていました。黄河に近いですが、主な耕作地は黄河より700メートル以上高い景台河沿いにあります。黄河の水は流れているが、灌漑には使用できません。そのため、地元には「水は低い所に流れ、川の人々は心配し、風と砂は果てしなく、作物は十中八九不作」という民謡がある。

1974年に、景台河電気灌漑プロジェクトの第1段階が完了しました。 13台の電動送水ポンプのリレーにより、黄河の水は472メートル上昇し、最終的に景台河の低地にある30万エーカーの荒れ地に灌漑できるようになりました。 10年後、灌漑高度をさらに高めた景台河プロジェクトの第2期が始まりました。これにより、景台河の肥沃な農地50万ムーがさらに開拓されただけでなく、騰格砂漠を越えてゴビ砂漠の民勤県に水も供給された。十分な農業用水のおかげで、景台河はかつての黄砂の様相から万里の長城の江南地域へと変化しました。景台の人々は、これからの日々は蜂蜜よりも甘いものになると信じています。

しかし、好景気は長くは続かず、人々の期待通りに状況は改善し続けませんでした。景台河の水位は非常に高いですが、低い場所も必ずあります。黄河の水による灌漑は農業用水の問題を解決したが、灌漑用水が土壌の奥深くまで浸透した後は、必ず地下水の形で河川の低地に集まることになる。この過程で、土壌中の大量のミネラルや無機塩も溶解して運びます。 1980年代半ば以来、五佛郷や草莽灘郷など、景台河沿いの低地6郷の地下水位は上昇し続けている。水中のミネラルも灼熱の太陽の下で蒸発して地表に移動し続け、最終的に6,700ヘクタール以上の面積を覆う塩性アルカリ性地帯を形成した。いくつかの郡区では耕作地の 2/3 が塩性化しています。水不足のため何世代にもわたって貧困に苦しんできた景台の人々は、水が多すぎることによる塩害で再び貧困に陥った。

塩化を抑制するにはどうすればいいでしょうか?エビを育てよう！

景台県の塩性化問題を解決するために、地方政府はさまざまな対策を試みてきた。塩分は水によってもたらされるため、根本的な解決策は塩性アルカリ性地域の地下水位を下げることです。例えば、景台河の灌漑地域では、湛水灌漑の代わりにより科学的な点滴灌漑が採用され、低地の町では排水溝や地下パイプが掘られ、余分な水を排水しています。この問題の解決策は、表土を改良すること、つまり、すでに塩分を含んだ農地を、塩分を含まない土壌の層で覆い、「畑を盛り上げて土地を作る」ことです。

実践の過程で、人々は突然、塩性アルカリ性農地を養魚池に転換すれば、症状と根本原因の両方を治療する効果が得られることに気づいた。掘削された土は塩分を含んだことのない深層土であり、周囲の農地の「耕作と土地の造成」に使用できるのだ。池を満たすために地下から水を汲み上げるプロセスでは、余分な地下水が消費される可能性もあります。さらに、池への水の自然な浸透により、表土の塩分が地下に戻ることもあります。養魚池で水産物を育てること自体が、地域住民の収入を増やす良い方法です。これは、2015年に景台県が提案した「池を掘って降水量を減らし、田んぼを盛り上げて土地を作り、漁業と農業を同等に重視し、生態系を回復する」という政策の本来の意図である。

しかし、景台県が塩性アルカリ性地に池を掘った後に注ぎ込んだ地下水にも一定の塩分があり、池の土壌の塩分とアルカリ性も水に溶け込むものの、得られる塩水は依然として海水とは異なることに注意する必要があります。海水の主成分は比較的一定で、激しく変動することはほとんどありませんが、塩分を含むアルカリ性の陸地（および地下の塩分を含むアルカリ性水）ではその逆になります。高pH、高炭酸アルカリ度、高イオン係数、多様な水質タイプなど、「三方一高」の特徴を備えています。地域によって、塩分を含むアルカリ水の水質は大きく異なります。我が国の塩性アルカリ水には、少なくとも重炭酸塩型、硫酸塩型、塩化物型があり、さらに十数種類の水質に細分化できます。水質によっては、特定のイオンの濃度が海水の何十倍も高くなる一方、一部のイオンの濃度は海水の濃度よりはるかに低くなります。このような水域を海洋生物の養殖に直接利用することは明らかに不可能です。必要な水の浄化に加えて、さらに塩分濃度を高めるために海の結晶やその他の成分を加えることも必要です。景台県が塩性アルカリ性土壌で池を掘り、養殖業に従事する最終的な目的は、塩分濃度を制御することです。ここで海エビを養殖するのは塩分濃度をコントロールするという目的に反するのではないでしょうか？

これは実は、地元で養殖されている海産エビ、オショロコマエビの優れた適応力に直接関係しています。この種のエビは、もともと南アメリカ南部の沿岸水域に分布しており、塩分濃度に対する適応性が広い。野生のオショロコマエビは、川が海に流れ込む「ソーダゾーン」を移動することが多く、餌を探すために淡水の川に直接入ることさえあります。塩性アルカリ性土地から掘られた養魚池の塩分濃度は淡水よりもわずかに高く、純粋な淡水魚にとっては問題となる可能性があり、純粋な海洋生物には適していません。しかし、オショロコマエビにとって、それは理想的な環境なのです。土壌中の塩性アルカリ物質の総量を増やさず、大規模な水質改善を必要とせずにオショロコマエビを飼育することは、当然、景台県にとって最良の選択です。

実際、塩性・アルカリ性の土地を利用して水産養殖業を発展させる例は、甘粛省景台県に限ったことではありません。国際的に、塩性アルカリ性の土地を水産養殖に利用した最初の国は旧ソビエト連邦でした。ちょうど100年前、ソビエト連邦は海水魚、エビ、カニ、貝類の養殖のために、塩分とアルカリ性の土地に地下水を注入し始めました。東欧諸国、米国、インド、イスラエルも同様の試みを行っている。

塩性化を抑制するには、地域の状況に適応する必要があります。

わが国では、塩性アルカリ性地域での養殖の試みの前例が数多くありますが、その中で最も大規模なのは東部沿岸地域の塩性アルカリ性地域の転換です。ここの塩性アルカリ性土壌の原因は、景台県のそれとは全く異なります。塩分濃度の主な理由は海水です。山東省や江蘇省のシルト地の形成であれ、河北省や天津市の海水侵入であれ、塩分濃度の原因は海水であり、土壌中の塩性アルカリ物質は主に海水から残留した塩化物です。このような塩性アルカリ性の土地や地下の塩水は、塩分濃度を調整すれば実際の海水に非常に近くなり、ここに新しい海水を追加することも非常に簡単です。養殖過程での水交換コストは非常に低く、ここでの養殖のほとんどは本物の魚介類です。しかし、これらの地域は海に近いため、「塩性アルカリ性土壌を利用して魚介類を育てる」という独自性はほとんど無視されてきました。

中国北東部の松嫩平原のような塩性アルカリ性地域が形成された主な理由は、松遼流域が後期更新世に隆起したことである。嫩江はかつて海への流路を失い、大量の堆積水と水中の塩性アルカリ物質が宋嫩平原に集まりました。水が流れ去った後も、塩分とアルカリ分は残りました。ここの低平地では、水を利用して土壌表面の塩分を地中に戻すことができるため、ここで行われている養殖のほとんどは淡水であり、その目的は最終的に塩分濃度の上昇問題を解決することです。

塩性化を抑制する取り組みにおいて、景台県は独自の道を切り開いてきた。袁龍平院士の海米計画と同様に、この計画は塩性化制御という世界的な問題に対して貴重な中国の知恵を提供した。しかし、中国や世界各地における塩性化は、多種多様な複雑な原因によって引き起こされており、その利用と変換に関する普遍的な経験は存在しません。おそらく、景台県の成功物語は、「塩性アルカリ性の土地を利用してエビを養殖できる」という革新自体にあるのではないだろう。地元の状況に適応し、科学的に調整された彼らの管理アイデアは、他の塩性アルカリ地域での管理作業にとって、より有意義なインスピレーションとなります。

この記事は、中国科学普及-星空プロジェクト（創造と栽培）によって作成されました。転載の際は出典を明記してください。

著者: 放浪する科学ライター

査読者: 江中成、中国地質科学院カルスト地質研究所研究員