埋没による土壌深層への長期炭素貯留・隔離：その要因と放出耐性

Research Project

Project/Area Number	22K12360
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research Institution	Rakuno Gakuen University
Principal Investigator	保原達酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (70391159)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松本真悟島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (00346371) 森泉美穂子龍谷大学, 農学部, 教授 (10220039) 澤本卓治酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (60364246) 中路達郎北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (40391130)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	土壌有機物 / 埋没土壌 / 火山灰 / 炭素隔離 / 埋没腐植土
Outline of Research at the Start	本研究では、火山灰土壌における炭素の長期貯留性・隔離性に着目し、火山灰の深層に埋没された土壌を用いて、炭素が土壌中で長期貯留・隔離されるメカニズムを明らかにする。そのため、北海道苫小牧の火山灰土壌堆積地において、複数の火山灰層に埋没有機炭素を持つ土壌断面から土壌を採取して、化学成分分析をはじめとした特性の把握を行う。さらに、採取した土壌を用いてCO2放出試験を行い、長期貯留および隔離された有機炭素がどのようなCO2放出（分解）耐性を示すかについて明らかにする。これらの結果をもとに、土中への埋没による炭素貯留・隔離手段や、すでに隔離されている土壌有機炭素からのCO2放出を抑える手段を提案する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では火山灰埋没土などを対象に、炭素の土壌への長期貯留・隔離を明らかにすることを目的としている。昨年度は対象としている苫小牧の火山灰地において実際に現地の土壌を5mほど掘削して埋没腐植土壌の調査を行った。具体的には、火山灰層の層序に関する基礎情報や、土性などの土壌に関する現地での基礎情報を得たほか、各種土壌環境の測定、化学分析を行った。本年度は、調査地としている北大苫小牧研究林に広く埋没している火山灰であるTa-c（樽前c）およびTa-d（樽前d）について、その分布に基づいて、一度の火山噴火（火山灰降灰・堆積）によって埋没貯留される炭素量の評価を行った。そこで、まずTa-cおよびTa-dの炭素蓄積量を広域化するもとのデータとして、調査地とする研究林のそれらの量を見積もるため、林内の３ヶ所にそれぞれ5mほどの穴を掘削した。そしてそれぞれにおいて土壌の基礎調査を行うとともにサンプルを採取し、実験室に持ち帰ってそれらを分析し、それぞれの地点で各火山灰によって埋没した炭素量を求めた。それらの結果から、苫小牧研究林全体における土壌における炭素蓄積量を推定した。さらに、これらの値を元に、Ta-cおよびTa-dによって埋没した炭素量の推定を行った。具体的には、まずTa-cおよびTa-dの層厚分布のデータベースを元に、GISによってそれぞれの火山灰の堆積分布を求め、それに本研究で求められた炭素のデータを乗せてTa-cおよびTa-dが分布した全域での（森林地帯のみ、都市部や海洋を除く）炭素貯留量を求めた。これにより、一度の火山灰堆積によって貯留しうる炭素量を評価した。本研究内容は、年度末に日本森林学会大会において口頭発表したほか、次年度の論文投稿を目指して目下論文作成中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ほぼ計画通りに進んでいる。予定通り、２年目で調査地域を拡大して研究を行い、それらに関する分析結果が出て、一定の成果を出すことができた。
Strategy for Future Research Activity	次年度は、2023年度までの研究成果に関する論文を作成するほか、土壌に埋没した炭素量のさらなる一般性の解明、様々な火山灰への応用に取り組む。さらに、土壌の培養によって様々な炭素源が安定的な土壌有機物になるメカニズムの把握を行う。特に安定的な土壌有機物は、その有機物源に比べて窒素濃度が高いが、こうした窒素がどのように取り込まれ、どのように保存されるかについては不明な点が多い。そのため、こうした過程を解明するための様々なアプローチを行ってゆく。