湿原における一酸化二窒素の吸収機構の解明

• Project/Area Number: 06680488
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 寺井 久慈 名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 助教授 (10023855)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 1994: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 一酸化二窒素(N_2O) / 湿原 / 窒素固定 / メタンフラックス / 水素フラックス / 硝化 / 脱窒 / 温室効果ガス

Research Abstract

本研究では、温室効果ガスであり、また成層圏オゾン層の消長にかかわる一酸化二窒素(N_2O)の湿原における挙動に注目し、メタン・水素フラックスと合わせてより詳細に調査し、窒素固定や脱窒などの微生物過程によるN_2O吸収の機構を解明することを目的とした。
1994年8月初旬、釧路湿原の温根内湿原において低層湿原、高層湿原、ハンノキ林に直径50cm、高さ1mのチャンバーを設置し、一定時間毎にチャンバー内部の空気を真空ガラスバイアルにサンプリングして持ち帰った。環境要因を把握するために、湿原内表層水および土壌(間隙水)の栄養塩・イオン組成、溶存ガス成分、細菌フローラなどの調査も合わせて行った。ガス成分はメタン・水素についてはSCD(半導体検出器)GC、N_2Oについては申請のECD-GCにより2ml計量管を用いて測定した。その結果、本研究の調査期間の平均気温(22.6℃)が1993年8月の調査期間(18.8℃)と比較して高温であったことを反映して、いずれの植生においても2倍以上高いメタンフラックスが観測された。一方、N_2Oについては前年と異なり、吸収と放出の二つのフラックスが認められ、低層湿原で顕著な吸収フラックスを示した。高温により有機物分解が促進されNH_4^+が蓄積して硝化過程が進行し、N_2Oの放出が認められたと考えられる。ここで注目すべき結果として、N_2Oの吸収と水素の放出、N_2Oの放出と水素の吸収が極めて対応した挙動を示したことである。前者は窒素固定のニトロゲナーゼ活性を反映した現象と考えられ、後者は水素消費→メタン生成→メタン酸化→アンモニア酸化→N_2Oの生成という微生物過程を反映していると考えられる。