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Will vegetation VOC emissions increase with global warming?

Research Project

Project/Area Number 21K12275
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 63040:Environmental impact assessment-related
Research InstitutionResearch Institute of Environment, Agriculture and Fisheries, Osaka Prefecture

Principal Investigator

奥村 智憲  地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所(環境研究部、食と農の研究部及び水産研究部), その他部局等, 主査 (20649636)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小杉 緑子  京都大学, 農学研究科, 教授 (90293919)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords揮発性有機化合物 / BVOC / 温暖化影響 / 温暖化模擬試験 / 植物起源VOC / 温暖化 / 光化学オキシダント / オゾン / 地球温暖化 / モノテルペン類
Outline of Research at the Start

大気汚染物質(オゾンなど)の主な前駆物質である揮発性有機化合物(VOC)は、植物から人間活動由来の数倍以上の規模で放出されている。植物のVOC放出量は葉温の上昇とともに指数関数的に増加することが分かっており、温暖化によって植物のVOC放出量が増加し、大気汚染物質濃度が増加することが危惧されている。一方で、長期間に及ぶ高温下におかれた植物の応答(順化)を追求した研究は皆無である。本研究では日本の代表的な植物種のVOC放出量が温暖化による気温上昇によって、どのような影響を受けるのか、複数年の温暖化実験等により明らかにしてゆく。

Outline of Annual Research Achievements

植物から大気へ放出される揮発性有機化合物(VOC)の全球の総量は、人為起源VOCの数倍から10倍の規模であると推定されており、VOCは大気中での反応を経て、大気汚染物質であるエアロゾル(PM2.5など)や対流圏オゾン等の主な前駆物質となっている。一般的に植物のVOC放出は葉温の上昇に伴い、短期的には増加することが知られている。そのため、温暖化による気温上昇によって植物起源VOCの放出量が増加すると考えられているが、温暖化による長期間に及ぶ気温上昇に対する応答を調査した研究例は非常に少ない。そこで、本研究では日本の代表的な森林構成樹種のVOC放出が長期的な高温暴露によって、どのような応答を示すのかを数年に及ぶ温暖化模擬実験により定量的に明らかにしてゆくことを目的としている。
R5年度においても昨年に引き続き、複数年に及ぶ高温暴露が植物のVOC放出量に及ぼす影響を調査するため、周囲をビニールシートで囲ったオープントップチャンバ(OTC)を温暖化区とした温暖化模擬試験を実施した。なお、実験では比較のために同種の植物種をOTC外に設置し対照区とした。今年度は分析装置の故障のため、測定できた植物種はコナラ(落葉広葉樹)のみとなったが、植物VOCの放出量が最大となる夏季に温暖化区と対照区の基礎放出速度(葉温と光合成光量子束密度が一定下における放出速度)を計測した結果、コナラの基礎放出速度が対照区よりも温暖化区で低い傾向にあることが確認された。今年度の結果を含めて、これまで得られた結果の一部を取りまとめ、学会にて成果報告を実施した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2年目(R4年度)における一部の植物種で葉の病気が発生したことに加え、今年度に分析装置の故障に対して国外からの交換部品の納品に時間を要し、一部の植物種で夏季に測定ができなかったため。

Strategy for Future Research Activity

これまで得られた結果を取りまとめ、成果発表してゆく。また、必要に応じて一部の植物については追加試験を実施する。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Dependance of isoprene emission flux on leaf mass per area of <I>Phyllostachys pubescens</I> (moso bamboo)2022

    • Author(s)
      CHANG TW、KOSUGI Y、KUME T、KATAYAMA A、OKUMURA M、CHANG KH
    • Journal Title

      Journal of Agricultural Meteorology

      Volume: 78 Issue: 1 Pages: 1-7

    • DOI

      10.2480/agrmet.D-21-00030

    • NAID

      130008140241

    • ISSN
      0021-8588, 1881-0136
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Isoprene emission characteristics of tall and dwarf bamboos2021

    • Author(s)
      Chang Ting-Wei、Kosugi Yoshiko、Okumura Motonori、Jiao Linjie、Chen Siyu、Xu Dingkang、Liu Zhining、Shibata Shozo、Chang Ken-Hui
    • Journal Title

      Atmospheric Environment: X

      Volume: 12 Pages: 100136-100136

    • DOI

      10.1016/j.aeaoa.2021.100136

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 植物の揮発性有機化合物放出は温暖化によって増加するのか2024

    • Author(s)
      奥村智憲、小杉緑子、高梨聡
    • Organizer
      日本農業気象学会2024年全国大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of long-term high temperatures on VOC emissions of temperate plants in a warming manipulation experiment2023

    • Author(s)
      Motonori Okumura, Yoshiko Kosugi
    • Organizer
      表 の会名 iLEAPS-Ozflux Joint Conference 2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 温暖化操作実験による長期高温が植物のVOC放出量に与える影響2022

    • Author(s)
      奥村智憲、小杉緑子
    • Organizer
      第63回大気環境学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 温暖化が植生の揮発性有機化合物放出に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      奥村智憲
    • Organizer
      大気環境学会近畿支部講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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