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放射性炭素で解き明かす下層土壌における炭素ダイナミクスの実態と環境変化応答

研究課題

研究課題/領域番号 15H04523
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 森林科学
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

小嵐 淳  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (30421697)

研究分担者 安藤 麻里子  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (20354855)
石塚 成宏  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (30353577)
平舘 俊太郎  九州大学, 農学研究院, 教授 (60354099)
國分 陽子  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 東濃地科学センター, 研究副主幹 (10354870)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2015年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード土壌炭素動態 / 土壌有機物 / 炭素循環 / 気候変動 / 放射性炭素 / 炭素収支 / 下層土壌
研究成果の概要

下層土壌に貯留する炭素が地球規模の炭素循環に果たしている役割は未解明である。本研究では、核実験によって生成した放射性炭素(14C)の土壌中での動きを追跡することで、下層土壌における炭素ダイナミクスの実態を調査した。核実験前と現在の土壌中の14C同位体比を比較し、核実験起源14Cが下層土壌に供給されていることが明らかになった。また、土壌から放出されるCO2の14C同位体比を分析し、核実験以降に供給された有機炭素が分解されていることがいくつかの土壌において確認された。以上より、下層土壌において数十年スケールで循環する炭素が存在しうることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、全土壌炭素の50%以上が下層土壌に貯留していることを考慮すると、下層土壌が地球上の炭素循環において重要な役割を担っていることを意味しているとともに、下層土壌における炭素の貯留は安定的ではなく、将来の地球環境の変化に対して影響を及ぼされうることを示唆している。下層土壌における炭素ダイナミクスの解明は、地球炭素循環を正しく理解する上で極めて重大なインパクトを持つことが明らかになったことから、下層土壌に関する研究の飛躍的な進展につながることが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Vertical distributions of global fallout 137Cs and 14C in a Japanese forest soil profile and their implications for the fate and migration processes of Fukushima-derived 137Cs2017

    • 著者名/発表者名
      Koarashi, J., Atarashi-Andoh, M., Amano, H., Matsunaga, T.
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 311 号: 1 ページ: 473-481

    • DOI

      10.1007/s10967-016-4938-7

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 乾燥―湿潤サイクルがCO2放出速度の温度依存性に及ぼす影響:火山灰土壌に着目して2019

    • 著者名/発表者名
      永野 博彦、安藤 麻里子、小嵐 淳
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 空間的に不均一な窒素沈着は天然生落葉広葉樹林の窒素・炭素動態に影響するか?2019

    • 著者名/発表者名
      堅田 元喜、福島 慶太郎、小嵐 淳、山口 高志、渡辺 誠、永野 博彦、中山 理智、舘野 隆之輔
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 落葉広葉樹林における窒素沈着量と土壌微生物特性の関係2019

    • 著者名/発表者名
      永野 博彦、安藤 麻里子、福島 慶太郎、中山 理智、堅田 元喜、山口 高志、渡辺 誠、近藤 俊明、舘野 隆之輔、小嵐 淳
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Stability and degradability of soil organic carbon in Japanese forest soils revealed by radiocarbon analysis2018

    • 著者名/発表者名
      小嵐 淳
    • 学会等名
      The 8th EAFES (East Asian Federation of Ecological Societies) International Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 放射性炭素を測って、温暖化の将来を予測する!?2018

    • 著者名/発表者名
      小嵐 淳
    • 学会等名
      一般公開シンポジウム「森林土壌が握る地球の将来 土の中の炭素が温暖化を加速する?」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 乾燥-湿潤サイクルが火山灰土壌の二酸化炭素放出に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      永野 博彦、安藤 麻里子、小嵐 淳
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative understanding of the heterogeneity of soil organic carbon degradability for predicting long-term response of soil carbon to warming2018

    • 著者名/発表者名
      小嵐 淳、安藤 麻里子、石塚 成宏、平舘 俊太郎、國分 陽子
    • 学会等名
      ILTER Annual Coordinating Committee Meeting side-by-side with ILTER EAP scientific conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Estimating the carbon source in soil respiration and the effects of warming using radiocarbon signatures2018

    • 著者名/発表者名
      安藤 麻里子、小嵐 淳、梁 乃申、寺本 宗正、近藤 俊明、高木 健太郎
    • 学会等名
      ILTER Annual Coordinating Committee Meeting side-by-side with ILTER EAP scientific conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 森林源流域から進行する窒素飽和メカニズムの解明と森林炭素蓄積能力への影響評価2018

    • 著者名/発表者名
      堅田 元喜、福島 慶太郎、小嵐 淳、山口 高志、渡辺 誠、舘野 隆之輔
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 国内の森林土壌における団粒サイズと有機物特性の関係2018

    • 著者名/発表者名
      永野 博彦、小嵐 淳、安藤 麻里子
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 土の分解のしやすさを調べて、 その将来を予測する2017

    • 著者名/発表者名
      小嵐 淳
    • 学会等名
      北海道大学天塩研究林公開シンポジウム「地球の温暖化と森林土壌からの炭素の放出」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 土壌への炭化物施用が農業生産および環境にもたらす効果2016

    • 著者名/発表者名
      平舘俊太郎
    • 学会等名
      第14回木質炭化学会大会講演要旨集
    • 発表場所
      明星大学日野キャンパス(東京都日野市)
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] グラファイト化のための硫黄不純物除去法における14C混入汚染の評価2016

    • 著者名/発表者名
      竹内 絵里奈、小嵐 淳、國分 陽子、安藤 麻里子、西尾 智博、大脇 好夫、松原 章浩
    • 学会等名
      第18回AMSシンポジウム(JAMS-18)
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 土壌中での植物炭化物の炭素および窒素同位体組成と化学構造2016

    • 著者名/発表者名
      西村 周作、平舘 俊太郎、安藤 麻里子、小嵐 淳
    • 学会等名
      日本ペドロジー学会2016年度大会
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄県西原町)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 放射性炭素分析で見る土壌有機物の動態と多様性2015

    • 著者名/発表者名
      小嵐 淳
    • 学会等名
      日本腐植物質学会 第31回講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 火山灰土壌のエッセンス:その分布、特性、生成、分類2015

    • 著者名/発表者名
      平舘 俊太郎
    • 学会等名
      生物地球化学研究会十和田セッション
    • 発表場所
      北里大学(青森県十和田市)
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 森林の炭素動態モデル構築に向けて―リター及び土壌有機物分解サブモデルのパラメータ推定―2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 静男、永井 勝、小嵐 淳、安藤 麻里子、横沢 正幸、原 登志彦、日浦 勉、渡邉 博史、波松 香苗、多胡 靖宏、中村 裕二、久松 俊一
    • 学会等名
      富士学会 2015年秋季学術大会
    • 発表場所
      静岡市産学交流センター(静岡県静岡市)
    • 年月日
      2015-10-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 森林渓流における有機炭素の流出特性2015

    • 著者名/発表者名
      竹内 絵里奈、安藤 麻里子、小嵐 淳、西村 周作、武藤 琴美、都築 克紀、中西 貴宏、松永 武
    • 学会等名
      第59回放射化学討論会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 森林科学シリーズ「森林と土壌」、第3章 広域風成塵と火山噴出物が土壌生成に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      平舘 俊太郎
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320058231
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] シリーズ21世紀の農学:国際土壌年2015と農学研究:社会と命と環境をつなぐ2016

    • 著者名/発表者名
      平舘俊太郎
    • 総ページ数
      163
    • 出版者
      養賢堂
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 世界の土・日本の土は今:地球環境・異常気象・食糧問題を土から見ると2015

    • 著者名/発表者名
      小崎 隆、波多野 隆介、伊ケ崎 健大、田中 壮太、山本 定博、高田裕介、前島 勇治、平舘 俊太郎、西田 瑞彦、高橋 智紀、小原 洋、松本 成夫、木村 武
    • 総ページ数
      128
    • 出版者
      農山漁村文化協会
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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