2020 Fiscal Year Annual Research Report
大気化学と先進的遺伝子解析の融合による森林生態系の温室効果気体動態評価の高精化
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18H03365
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
村山 昌平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 総括研究主幹 (30222433)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石戸谷 重之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (70374907)
堀 知行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20509533)
吉竹 晋平 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 専任講師 (50643649)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 温室効果気体動態評価 / 森林生態系 / 土壌微生物代謝 / 超高感度安定同位体プロー ブ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
岐阜県高山市冷温帯落葉広葉樹林観測サイトにおける大気中CH4濃度連続観測から、ほとんどの期間、森林上と比べて地表付近で低濃度の鉛直分布を示し、土壌がCH4の吸収源であること、鉛直濃度差は土壌温度・水分とそれぞれ正・負の相関を示すこと、高土壌水分時に放出源となり得ることを明らかにした。これらの結果はチャンバー法で得られたCH4フラックスの時空間分布と整合的であり、土壌微生物のCH4分解・生成強度の環境依存性が示唆された。
成分分別を抑えた土壌チャンバー空気採取装置を用いて空気採取を行い、土壌呼吸に伴う酸素とCO2の交換比（OR: -ΔO2/ΔCO2 (mol/mol)）を観測した。これまでに7回の観測を行い、平均で1.14±0.01のORが得られた。また、データ数が少ないためさらなる検証が必要であるが、夏季にORが高くなる傾向が見られた。
レジンコア法を用いて測定した窒素変換速度（純無機化速度および純硝化速度）と、微生物バイオマスおよび微生物呼吸速度のデータについてとりまとめ、季節変化や、尾根部と谷部の違いを解析した。無機化速度は尾根部で大きく、硝化速度は谷部で大きかったことから、谷部では硝化率が高いことが示された。一方、バイオマスや微生物呼吸速度には大きな差は無かったことから、微生物群集の種組成や機能性の違いが窒素変換速度に影響していたと考えられた。
１年間で季節ごとに採取した森林土壌からDNAおよびRNAを抽出し、細菌・古細菌（16S rRNA）と真核生物（18S rRNA）を対象に、次世代シーケンサーによる大規模塩基配列解読を行った。多様性解析および系統解析の結果から、土壌深度ごとに特徴的な群集構造が形成されること、存在種と活性種が異なること、炭素や窒素の動態に関わる微生物群が季節変化を示すことを明らかにした。さらに超高感度SIP法で標的すべき谷部深部の未知古細菌を同定した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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