根呼吸の日中低下現象の実態解明：陸上生態系炭素循環モデルの精度向上を目指して

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11624
• Research Institution: Tsuru University
• Principal Investigator: 坂田 有紀子 (別宮有紀子) 都留文科大学, 教養学部, 教授 (20326094)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂田 剛 北里大学, 一般教育部, 准教授 (60205747)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 根の呼吸 / 蒸散速度 / 新しい測定方法

Outline of Annual Research Achievements

2018年度は、根の呼吸測定のための新しい測定方法の開発と、亜熱帯の調査地である小笠原父島の調査地および調査対象種の選定をおこなった。
根の呼吸はこれまでは根から放出される二酸化炭素を空気中で測定するのが定法であったが、研究代表者の別宮は近年飛躍的に分解能と測定精度が向上しつつある光学式溶存酸素計を用いて、水中の酸素濃度の変化から根の呼吸速度を求める方法を開発した。この方法は根の呼吸を水中で測定できるため、根に乾燥ストレスを与えることなく、連続的に根の呼吸を測定することが可能である。呼吸の測定システムには、光学式溶存酸素計とPCによるモニタリングシステム、自作のチャンバーを用いた。予備測定の結果では、根の呼吸速度の微小な変化も検出できており、2019年度以降の本調査に十分耐えうると判断した。
また、本研究で予定されている３つの気候帯（亜寒帯、温帯、亜熱帯）のうち、亜熱帯の調査地域である小笠原諸島父島において、調査地と調査対象種の選定をおこなった。小笠原諸島は世界自然遺産に登録されているため、自然林での測定はおこなわないこととした。関係諸機関との相談の結果、東京都が管理する大神山自然公園を調査地とし、そこに自生するテリハハマボウとシャリンバイを調査対象種とした。2019年度以降はこれら二種と、亜寒帯の樹木種二種（シラビソ、カラマツ）の根の呼吸速度、光合成ー蒸散速度、樹液流の日変化を測定し、根の呼吸速度がどのような環境要因や生理学的パラメータと関係しているのかを明らかにしていく予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究機器の選定と購入に時間がかかり測定システムの確立に時間がかかったことと、学内業務が忙しく、研究のための十分な時間が確保できなかったため。

Strategy for Future Research Activity

本研究の推進に必要な根の呼吸測定システムはほぼ確立できたため、2019年度以降は、予定していた３つの気候帯（小笠原、都留、富士山）の主要樹種の根の呼吸速度、光合成ー蒸散速度、樹液流、環境要因の測定をおこなう。2019年夏は小笠原、2019年秋は富士山で、2020年春は都留で、夏は小笠原で測定をおこなう予定である。得られた測定データを解析し、根の呼吸速度が他の生理学的パラメータとどのように関連しているか、また外的環境要因とどのような相関を持っているかを解析し、根の呼吸速度を環境要因から推定するモデルを構築したいと考えている。

Causes of Carryover

次年度使用額が生じた理由としては、初年度は根の呼吸測定システムの試作に時間を費やしたため、測定システムを１つしか作成しなかったためである。当初は３システムの導入を予定していたが、高性能の光学式溶存酸素計を購入したため、測定システムを１つしか作成できなかった。システム数の減少は、調査日数を増やすことで補完できると判断した。今年度使用できなかった助成金は、翌年度分の助成金と合わせて、次年度以降本格的に測定をおこなうための研究協力者への謝金と旅費、樹液流を測定するためのフローサイトメトリーの購入に充てたいと考えている。