温暖化によって高標高の森林は炭素の吸収源になるのか？：生産量と土壌呼吸の標高変化
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21K06331
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
高橋 耕一 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (80324226)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 炭素循環 / 土壌呼吸 / 標高傾度 / 生産量 / 細根 / 純一次生産量 / 大型木質リター |
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| Outline of Research at the Start |
山岳環境の日本では，寒冷な高標高では樹木の成長が低いため，CO2吸収である森林の純一次生産量(NPP)は低い．また，土壌面からのCO2排出である，枯死木などの大型木質リター(CWD)の分解による呼吸(RCWD)と土壌中の微生物や根の呼吸(RS)も低い．温暖化によってNPPだけでなくRCWDとRSも増加するため，高標高の森林がCO2の吸収源または排出源になるか不明である．本研究では標高傾度にそった個体の成長・死亡の長期観察データを用いてNPP, RSとRCWDの測定，さらにモデルによって標高傾度にそったCO2吸収に対する温暖化の影響予測を行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は主に，以下の個別研究について研究を行った．「土壌呼吸速度に対するバイオマスと気象条件の影響」についてである．2022年度の実績としては，土壌呼吸を樹木の根の呼吸と微生物の呼吸に分けて測定するために，標高1600，2000，2300, 2500, 2800 m に設置されている調査区において，雪期間におおよそ毎週，測定を行った．根除去区とコントロール区の区画数は，各標高でそれぞれ４区画である．コントロール区の土壌呼吸速度は樹木の根の呼吸速度と微生物の呼吸速度の和であり，根除去区の土壌呼吸速度は微生物のみの呼吸速度である．そのため，コントロール区の土壌呼吸速度から根除去区の土壌呼吸速度を引いた値が根による呼吸速度となる．さらに，各標高で細根（直径 2mm 以下）の生産量を調べるため，昨年度に各標高にメッシュコアを土壌中に埋設し，今年度にそれらのメッシュコアの中に入っている細根量を測定することで，細根の生産量を調べた．根の呼吸速度を細根量で割ることで，細根量あたりの根の呼吸速度の解析を行った．
どの標高でも根の呼吸速度と微生物の呼吸速度は地温と正の相関があった．細根量は高い標高ほど減少したが，細根量あたりの根の呼吸速度は高い標高ほど高いことが明らかとなった．今後は，土壌呼吸速度に対するバイオマスの影響や生態系純生産量に対する温暖化の影響などを解析する予定である．研究は，全体的には概ね計画どおりに研究は進んでいると考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
この研究は当初は以下の個別研究から構成されていた（カッコ内は実施予定年度）．
①個体の成長と死亡に対するバイオマスと気象の影響（2021年度），②純一次生産量に対するバイオマスと気象条件の影響（2021年度），③ 土壌呼吸速度に対するバイオマスと気象条件の影響（2021～2023年度），④ 大型木質リター（CWD）の分解による呼吸量（2021～2023年度），⑤ 生態系純生産量(NEP)に対する温暖化の影響（2023年度）．ただし，細根の生産量を調べる必要が生じたため，④を取りやめ，2021年度から細根の生産量の測定を開始した．
2022年度に行ったのは，「研究実績の概要」で述べたように，③と細根の生産量に関してであり，野外調査やデータ解析を進めており，全体的には概ね計画どおりに研究は進んでいると考えている．具体的には，どの標高でも土壌呼吸速度は地温と正の相関があり，また，地温の高い夏ほど根の呼吸の割合が高いことが明らかになった．また，細根の生産量は高い標高ほど減少した．一方，細根重あたりの根の呼吸速度は高い標高ほど高いことが明らかになった．
②については，時間的に困難であり，できなかったため，今後行う予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
個別研究②については，2021～2022年度にできなかったため，2023年度に行う予定である．③に関しては，主にバイオマスとの関係から土壌呼吸速度を解析する予定である．⑤に関しても，2023年度に行う予定である．
また，データはまとまり次第，学会発表や論文として公表する予定である．
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
