大気CO_2濃度上昇に対する陸上生態系応答についての実験的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08408019
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 及川 武久 筑波大学, 生物科学系, 教授 (70011682)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三枝 信子 資源環境技術総合研究所, 環境影響予測部, 研究員 (00251017) ; 田村 憲司 筑波大学, 応用生物化学系, 講師 (70211373)
• Keywords: 地球温暖化 / 植物影響 / 高CO_2濃度 / 気孔密度 / 温度勾配型ビニールハウス / CO_2・温度勾配型ビニールハウス

Research Abstract

昨年度、本学の水理実験センター内に建てた温度勾配型ビニールハウス(TGC)とCO_2・温度勾配型ビニールハウス(CTGC)内の温度とCO_2濃度を精密に制御出来るようにコンピータの制御プログラムに各種の改良を加えて、満足できる制御方式を確立した。
TGCとCTGCを用いて、植物の栽培実験を行って地球温暖化の植物の成長に対する影響を調べた。材料にはシラカシ稚樹と5種の草本植物(イヌビエ、メヒシバ、エノコログサ、ヌカキビ、シロザ)を用いて実験を行って、夏の高温が植物の成長に大きな負の影響を与えるが、高温に加えて高CO_2濃度にすると成長は著しく促進されることを見いだした。
このような地球温暖化に対する植物の成長変化に伴って、葉の気孔密度にも顕著な変化が現れることをシロザで見いだした。すなわち、高温になるにつれ気孔密度は対照区の250個/mm^2から4℃上昇区の200個/mm^2に減少した。しかし、4+1.8xCO_2区では230個/mm^2と、高CO_2濃度になると減少がある程度緩和されていた。
水理実験センターの草原圃場で季節別の草原バイオマスの測定を行い、これまでと同様に、7月初旬まではC3植物が優勢であるが、それ以後チガヤを主体としたC4植物が優勢になることを突き止めた。この草原に簡易OTCを春から設置して、温暖化が草原群落の成長に与える影響を実験的に解析した。その結果、OTCを被せると温度が上昇し、それに伴ってC4植物の成長が加速されるとともにC3植物の成長が抑制されることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Alexandrov G.A.and T.Oikawa: "Contemporary variations of terrestrial net primary produxtion:the use of satellite data in the light of an extremal principle." Ecological Modelling. 95. 113-118 (1997)
• [Publications] Alexandrov G.A.and T.Oikawa: "Comparison of natural vegetation and agricultural crops with respect to CO2-fertilization effect." J.Agric.Meteorol. 52. 779-782 (1997)
• [Publications] Mabuchi,K., Y.Sato, H.Kida, N.Saigusa, and T.Oikawa: "A biosphere-atmosphere interaction model (BAIM)and its primary verifications using grassland data" Papers in Meteorology and Geophysics. 47. 115-140 (1997)
• [Publications] 及川武久, 寺島一郎: "地球変化と陸上生態系" 日本生態学会誌. 47. 285-288 (1997)