| Research Abstract |
本研究では,森林生態系において,温暖化・温度上昇に対する堆積腐植層中の溶存有機物(DOM)の組成変化を解析することを目的とした。そのために,堆積腐植層の室内インキュベーション実験ならびに簡易チャンバーを用いた野外における温度上昇実験によって,温度上昇に伴うDOMの応答変化,とくにその組成変化を明らかにした。筑波大学附属川上演習林内のミズナラが優占する落葉広葉樹林下の褐色森林土および山梨県大弛国有林内のコメツガを主体とする針葉樹林下のポドゾル性土を研究対象地点として、O層試料をインキュベーター内で一定期間,10℃,15℃および20℃の異なる温度で培養後,蒸留水によって得られるDOM,そして,野外において簡易チャンバーを用いて,O層の温度上昇を生じた条件下で得られた土壌浸透水中のDOMに関する実験を行った。その結果:
1)室内実験で得られた浸出液中の溶存有機炭素濃度(以下,DOC)は,培養の温度上昇に伴い,濃度上昇のピーク時期が経時的に変化することが明らかとなった。また,室内実験から得られた浸出液中のDOMの親水性官能基割合は,実験開始時よりも80日目試料で高く,共存する陽イオンの溶出量は,培養温度が高いほど早く溶出濃度が上昇する傾向が示された。さらに,DOMの化学構造は,培養温度によって異なり,温度が高いほど不飽和度が高く,より低温では芳香族炭素が増加することが示唆された。
2)野外実験により得られた浸透水中のDOMは,簡易チャンバーを用いて焼く0.5℃ほどO層温度が上昇した場合に,DOC濃度が高くなった。DOMは落葉分解の中間産物として生成されるものが主体と考えられ,上記の室内実験で得られた培養温度とDOC濃度の関係から考えると,温度がより高いほど分解が促進されると考えられた。また,陽イオンの溶出量も,O層温度上昇により,溶出DOC濃度の上昇が早くなったが、DOMの親水性官能基割合への温度上昇による明確な影響は認められなかった。
3)これらのことから,温暖化・温度上昇は、溶出するDOMの濃度上昇を伴いながら,芳香族炭素の溶出を促進し,芳香族化合物およびフェノール,糖の増加,フルボ酸様物質の増加を誘引することが明らかとなった。
4)2つの研究地点の比較から、より冷涼な気候帯に属する森林生態系ほど温暖化・温度上昇に対する上記のDOMの性状変化・化学組成変化が大きく現れ、今後の将来予測にとって基礎的な知見が得られた。
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