2017 Fiscal Year Research-status Report
溶存有機炭素フラックスが森林生態系の土壌圏炭素動態と微生物群集に与える影響の解明
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16K00513
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
吉竹 晋平 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助手 (50643649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大塚 俊之 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (90272351)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 落葉広葉樹林 / 溶存有機炭素（DOC） / 樹幹流 / 林内雨 / リター / 炭素循環 / 窒素循環 / 土壌微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、森林の炭素循環を考える上であまり考慮されてこなかった樹幹流や林内雨に含まれる溶存有機炭素（DOC）が、冷温帯落葉広葉樹林の土壌圏炭素動態や微生物群集に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。
本年度は、昨年度に引き続いて岐阜県高山市の60年生落葉広葉樹林において、樹幹流や林内雨、リター層浸透水などについて観測を行うとともに試料を採取し、DOCや全窒素、無機態窒素濃度の測定を継続した。得られた水量データおよび水試料中の各濃度に基づき、植物の成長期間中に樹幹流や林内雨、リター層浸透水によって林内を移動する炭素・窒素フラックスを算出した。本研究サイトでは、林外雨に含まれて系外から供給されるDOCと同等の炭素が林冠および樹幹から土壌へと供給されていた。また、林外雨に含まれるDOCの５倍以上の炭素がリター層を通過する際に溶出し、下方の鉱質土層に供給されていることが明らかとなった。本研究成果は国際誌の原著論文として投稿・掲載された。また、全窒素や無機態窒素フラックスに関しても現在投稿準備中である。
本研究サイトでは樹幹流によるDOCのフラックスの寄与は小さかったが、樹幹流は非常に限られた場所（樹幹周辺）だけに供給されることから、そのような場所では土壌の物理化学性や微生物諸特性への影響が予想された。そこで本年度後半には、この影響を明らかにするために樹幹周辺および樹幹と樹幹の間のスペースから土壌を採取し、各種分析を開始した。さらに、この野外自然条件下での試料採取・分析と並行して、樹幹流が樹幹周辺の土壌に及ぼす影響をより直接的に検出するための実験室内での土壌への樹幹流添加実験に向け、予備試験を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度も、当初懸念していたような悪天候や野外生物等が原因となる観測機器等の大きな破損もなく、安定してデータを取得することができた。既存のデータおよび本研究の研究期間前半で得られたデータをもとに、すでに複数の論文化が進行している。
また、当初予定していた実験室内での樹幹流添加実験に先立って、実際の野外において樹幹流の影響を直接受ける場所と受けない場所から土壌を採取してその物理化学性や微生物諸特性に違いが無いかを調べる追加実験を行っており、より精密なデータの取得と、研究課題全体の論理構成の向上が期待できることとなった。
実験室内での樹幹流添加実験の予備検討も予定通り開始しており、次年度に向けた準備を進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
野外での林外雨、林内雨、樹幹流、リター層浸透水の流量観測および試料採取・分析については、十分なデータの取得が完了し、論文化の目途が着いたために終了とする。水フラックスおよびDOCフラックスについては前述の通りすでに論文化が完了しており、今後は窒素（全窒素および無機態窒素）フラックスについて同様に論文化を進める予定である。
実際の野外において樹幹流の影響を直接受ける場所（樹幹周辺）と受けない場所（樹幹と樹幹の間）から採取した土壌の理化学性分析、微生物諸特性分析を継続する。特に樹幹流に含まれるDOCや窒素濃度が高くなる時期における試料採取と分析を本年度に実施する予定である。
前年度までに検討してきた方法に従い、野外で採取した土壌および樹幹流を材料に用いて、実験室内における樹幹流添加実験を実施する。DOCや窒素を含む樹幹流が土壌に供給された後に、表層土壌や深層土壌においてその炭素がどのような挙動をしめすか（微生物によってCO2となって放出されるのか、浸透水とともに土壌下方へと浸透するのか、あるいは土壌中に吸着されて安定化するのか）について明らかにしていく。また、樹幹流の土壌への供給が微生物群集に及ぼす影響について、微生物のエネルギー源として重要であると考えられるDOCの供給や、化学量論的に重要である窒素とのバランスの変化などの視点から議論していく。
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