森林土壌圏における微生物動態に立脚した多様な有機物の分解呼吸プロセスの解明

• Project/Area Number: 16J08135
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: Kyoto University (2018); Forest Research and Management Organization (2016-2017)
• Principal Investigator: 安宅 未央子 京都大学, 農学研究科, 特定助教
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 分解呼吸 / 落葉層 / 溶脱 / 有機物 / 連続測定 / リーチング / 林内雨 / 炭素収支 / フラックス / 溶存炭素 / 環境変動 / 土壌水 / 微生物バイオマス / 季節変化 / ヒステリシス / 従属栄養呼吸 / 暖温帯林 / 水分動態

Outline of Annual Research Achievements

樹木から脱落した落葉などの有機物は、環境の変化に応じた土壌微生物による分解作用を受けて、分解呼吸として大気へのCO2放出そして溶脱として水とともに土壌へ炭素を流出する。そのため森林土壌においては、有機物の供給量と炭素の放出量（分解呼吸量）・流出量（溶脱量）のバランスによって、土壌炭素蓄積量が決定される。
本研究では、落葉層の炭素の放出量（分解呼吸量）と流出量（溶脱量）の季節変化を定量的に評価するために、両者の観測を可能としたチャンバーを用いて、１年をとおした分解呼吸量の連続測定と溶脱量の定期観測を行った。チャンバーは下部に雨水を貯水できるタンクを備え、下部タンクとつながったパイプを通して水を回収する構造で、同じ落葉サンプルからの分解呼吸量と流出量の測定を同時に行うことができる。落葉層の分解呼吸量は、自動チャンバーを用いた連続観測によって１時間ごとの測定を行った。落葉層の溶脱量は、林内雨（N=4）と落葉層透過水(N=5)の溶存炭素量の差から求められた。
分解呼吸は、落葉層の湿潤―乾燥サイクルに応じて増減した。降雨時の分解呼吸はピークを示し、そのピークの大きさは温度に応じた季節変化を示した。落葉層の溶脱量は分解初期や夏期において高い傾向にあるが明瞭ではなかった。一方で、落葉層の溶脱量は採水量と正の関係を示し、降水量に応じて落葉層から炭素が流出することが明らかになった。１年を通して実測された値の積算値である年間の分解呼吸量は、52.42 gC m-2であり、溶脱量は2.17 gC m-2であった。そのため、年間の落葉炭素収支において、初期落葉重量に対し、分解呼吸量として21.2%、溶脱量として0.9％の炭素が放出・流出することが明らかとなった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 北京大学(中国)
• [Journal Article] 炭素収支における分解系の寄与解明の現状と展望 (2019)
  • Author(s): 安宅 未央子
  • Journal Title: Shinrin Kagaku Volume: 85 Issue: 0 Pages: 7-12
  • DOI: 10.11519/jjsk.85.0_7
  • NAID: 130007610961
  • ISSN: 0917-1908, 2424-1490
  • Year and Date: 2019-02-01
• [Journal Article] Evidence for the coupling of extraradical mycorrhizal hyphae production to plant C assimilation in Japanese warm-temperate forest of arbuscular mycorrhizal and ectomycorrhizal tree species (2018)
  • Author(s): Schafer Holger、Ataka Mioko、Dannoura Masako、Osawa Akira
  • Journal Title: European Journal of Soil Biology Volume: 88 Pages: 73-79
  • DOI: 10.1016/j.ejsobi.2018.07.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Early stage litter decomposition across biomes (2018)
  • Author(s): Djukic I., Kepfer-Rojas S., Schmidt I.K., Larsen K.S., Beier C., Berg B., Verheyen K., TeaComposition* (*Hoshizaki, K.: 304人中156番目)
  • Journal Title: Science of The Total Environment Volume: 628-629 Pages: 1369-1394
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.01.012
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 暖温帯林における落葉炭素収支 分解呼吸量・溶脱量の環境応答 (2019)
  • Author(s): 安宅未央子、小南裕志、吉村謙一、高梨聡
  • Organizer: 第130回森林学会大会
• [Presentation] Root exudation as a major dimension of root traits among co-existing woody species in a deciduous-evergreen community (2019)
  • Author(s): Lijuan Sun, Mioko Ataka, Mengguang Han, Yunfeng Han, Dayong Gan, Biao Zhu
  • Organizer: 第66回日本生態学会大会
• [Presentation] 地中分光計測による森林土壌有機物組成と微生物呼吸の垂直分布の予測 (2019)
  • Author(s): 中路達郎、牧田直樹、片山歩美、安宅未央子、小熊宏之
  • Organizer: 第130回森林学会大会
• [Presentation] 自動チャンバーを用いた樹木細根呼吸速度の連続測定～時間変動とその制御要因～ (2018)
  • Author(s): 安宅未央子、小南裕志、吉村謙一、Sun Lijuan
  • Organizer: 日本農業気象学会７５周年記念大会
• [Presentation] 全天空写真の高密度撮影による林冠構造の把握とその季節変動 (2018)
  • Author(s): 吉村謙一、小南裕志、安宅未央子
  • Organizer: 第129回森林学会大会
• [Presentation] ヒノキ林のアーバスキュラー菌根菌糸の垂直分布～N、P、細根量との関係 (2018)
  • Author(s): Schaefer Holger、安宅未央子、檀浦正子、小杉緑子、大澤晃
  • Organizer: 第129回森林学会大会
• [Presentation] 積雪環境が欧州アカマツの葉の分解過程に与える影響 (2018)
  • Author(s): 大貫真孝、檀浦正子、Timo Dosmich、安宅未央子、Tapani Repo、Leena Finer、大澤晃
  • Organizer: 第129回森林学会大会
• [Presentation] 野外分光計測による樹種・深度別の土壌水分・有機物組成の非破壊推定と土壌呼吸活性の評価 (2018)
  • Author(s): 中路達郎、牧田直樹、片山歩美、安宅未央子、小熊宏之
  • Organizer: 日本生態学会第65回全国大会
• [Presentation] The experimental addition of labile organic matter induces contrasting microbial responses between spring and autumn soils (2018)
  • Author(s): Lijuan SUN, Mioko Ataka, Yuji Kominami, Kenichi Yoshimura, Kanehiro Kitayama
  • Organizer: 日本生態学会第65回全国大会
• [Presentation] 京都府南部の落葉広葉樹林におけるナラ枯れ被害が生態系に与える影響の評価─（2）枯死木の発生が炭素循環に与える影響─ (2017)
  • Author(s): 小南裕志、山本遼平、吉村謙一、安宅未央子、檀浦正子、衣浦晴生
  • Organizer: 第128回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] 積雪が北方林のスコッチパイン落葉の分解過程に及ぼす影響 (2017)
  • Author(s): 大貫真孝、Timo Domisch、檀浦正子、安宅未央子、Tapani Repo、Leena Fine、大澤晃
  • Organizer: 第128回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] 短波長赤外分光計測による森林土壌有機物組成の樹種間差の検出 (2017)
  • Author(s): 中路達郎、牧田直樹、片山歩美、安宅未央子、小熊宏之
  • Organizer: 第64回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 暖温帯広葉樹林における落葉層分解呼吸の季節変化 (2016)
  • Author(s): 安宅未央子、小南裕志、佐藤開、吉村謙一
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2016年度佐賀大会
  • Place of Presentation: 佐賀大学（佐賀県佐賀市）
  • Year and Date: 2016-09-20