ツンドラ生態系の多様性と地球環境変化の相互作用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11691198
• Research Institution: Natiomal Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 神田 啓史 国立極地研究所, 資料主幹, 教授 (70099935)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沖津 進 千葉大学, 園芸学部, 教授 (70169209) ; 増沢 武弘 静岡大学, 理学部, 教授 (40111801) ; 小島 覚 東京女子大学, 文理学部, 教授 (80115138) ; 和田 直也 富山大学, 理学部, 助教授 (40272893) ; 中坪 孝之 広島大学, 大学院・生物圏科学研究科, 助教授 (10198137)
• Keywords: 炭素のシンク / 炭素循環 / 光量子束密度 / フェノロジー / 含水率 / 生態系 / 温暖化 / バイオマス

Research Abstract

北極域の陸域生態系は近年まで炭素のシンクとして機能してきた。しかしながら最近の報告では、温暖化の影響によって炭素のソースとなるような可能性が指摘され始めている。
本年度の研究では、北極陸域生態系の炭素循環に対する温暖化の影響を予測する一環として、高緯度北極域の植物群落における生態系純生産量(NEP)の変動に与える要因を検討した。調査区付近での優占種であるキョクチヤナギSalix polaris、カギハイゴケSanionia uncinataの混成群落におけるNEPを測定した。NEPに影響を与える環境要因として、土壌温度、蘚類群落の温度、ヤナギの葉面温度、光合成有効波長域の光量子束密度(PPFD)、蘚類および土壌の含水率を測定した。結果的に調査期間のNEPの値は-44〜171(平均43)mgCO_2-C m^<-2>h^<-1>となり変動はかなり大きかった。これらをヤナギの成長、フェノロジーと上記の環境要因を考慮した結果、NEPを制限している要因には生物的要因と非生物的要因があり、生物的要因としてはヤナギの生長に伴う同化器官のバイオマスの変化やヤナギ、コケ及び土壌微生物のバイオマス、そして非生物的要因としては光、水(降水)及び温度などであると推察された。
一方、北極圏のムカゴトラノオにおけるフェノロジーと葉の特性について、1989年からの継続調査を実施した。各年とも、雪解けの早い地点では枯死期が早いという傾向があった。このことはムカゴトラノオが何らかのメカニズムによって、自律的にその生育期間の長さあるいは、生育終了の時期を調節していることを示唆するものである。極域に生育する植物の特性を知るためにはこのようなモニタリング的観測が必要であることも強調された。

Research Products

• [Publications] Minami, Y., Okitsu, S., Kanda, H., Ya., V., Grishin, S.Y.: "Occurrence of bryophytes on Paramushir Island, northern Kuriles, Far East Russia. Environmental Research in the Arctic 2000"Mem. Natl. Inst. Polar Res., Spec. Issue. 54. 487-393 (2001)
• [Publications] Okitsu, S., Minami, Y., Grishin, Y.S.: "Ecological notes on the heath community on Mt. Ebeko, Paramushir Island, northern Kuriles. Environmental Research in the Arctic 2000"Mem. Natl. Inst. Polar Res., Spec. Issue. 54. 479-486 (2001)
• [Publications] Sakai, N., Nakatsubo, T., Kanda, H., Masuzawa, T.: "Carbon strage and photosynthetic capacity og trhe moss Racomitrium barbuloides Card. under various light conditions"Hikobia. 13. 327-334 (2001)
• [Publications] Taguchi, Y., Wada, N.: "Variations of leaf traits of an alpine schrub Sieversia pentapetala along an altitudinal gradient and under a simulated environmental change"Polar Biosci.. 14. 79-87 (2001)
• [Publications] Uchida, M., Nakatsubo, T., Tanaka, K, Nakane, K., Horikoshi, T.: "Decomposition and ergosterol content of the moss Hylocomium splendens litter under various climatic conditions"Polar Biosci.. 14. 71-78 (2001)
• [Publications] Nakatsubo, T.: "Ecosystem Carbon Cycle on a Glacier Foreland in Ny-Ålsund, Svalbard"Abstracts for XXIV Symposium on Polar Biology. 33 (2001)
• [Publications] Inoue, M.: "Lecideoid lichens growing in both Ny-Ålesund (Spitzbergen) and Japan, and their phytogeography"Abstracts for XXIV Symposium on Polar Biology. 68 (2001)
• [Publications] Kume, A., Bekku, Y., Hanbe-T, Y., Kanda, H.: "Carbon isotopic composition (^<12>C/^<13>C) of different growth forms of Purple Saxifrage, Saxifraga oppositifolia L., in the high arctic, Ny-Ålesund, Svalbard"Abstracts for XXIV Symposium on Polar Biology. 88 (2001)
• [Publications] Uchida, M., Mo W., Nakatsubo, T., Muraoka, H., Kanda, H., Koizumi, H.: "Net ecosystem production of salix-Sanionia community on a glacier foreland in Ny-Ålesund, Svalvard"Abstracts for XXIV Symposium on Polar Biology. 89 (2001)
• [Publications] Wada, N., Hohnoki, K.: "Temperature-dependency of pollen germination in Sieversia pentapetala and Dryas octopoetala"Abstracts for XXIV Symposium on Polar Biology. 91 (2001)