2009 Fiscal Year Annual Research Report
森林生態系の加齢に伴う窒素飽和現象の解明とPnET-CNモデルを用いた影響予測
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19380086
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
徳地 直子 Kyoto University, フィールド科学教育研究センター, 准教授 (60237071)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 有子 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 專門研究員 (90280817)
大手 信人 東京大学, 農学生命科, 准教授 (10233199)
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| Keywords | 森林生態系 / 窒素 |
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| Research Abstract |
近年中国をはじめとするアジア諸国の経済発展に伴い、工業生産や集約的な農業経営により放出される活性窒素が増加している(Galloway)。我が国は季節風などによりこれらアジア諸国からの放出物の影響を受ける。
活性窒素は植物をはじめとする生物の生産性を左右する重要な必須元素であるが、一方で生態系内の生物要求量を超えると生態系外へ流出していくことが知られている。この現象は"窒素飽和現象"(Aber et al. 1998など)と呼ばれる。多くの温帯域の森林生態系において窒素は植物の成長を制限する制限因子であり、降下物中に含まれる活性窒素は植物によって吸収、植物体を形成するのに使われる。そのため、窒素は生態系内に保持され渓流水には流出しない。これが森林生態系の生態系サービスのひとつである水質浄化機能と呼ばれるものの主体となっている。下流域のすべての生態系は水質浄化機能が高度に発揮された、安定した水質が供給される状態に依存して存在する。しかし、活性窒素の降下量が増加し、生物要求量を上回った場合余剰の窒素は渓流に流出し、下流域の生態系が依存している河川水に降下物の影響が現れるようになる。水質の変動は降下物に依存して大きくなり、下流域の生態系の物質循環や生物多様性も大きく変化することが予想される。本研究では、窒素飽和の現状の把握とその発生メカニズムについて明らかにすることを目的とした。今年度は、系内での窒素の動態をより詳細に把握するため、安定同位体希釈法を用い、窒素の動態変化をとらえた。その結果、窒素の形態変化において、アンモニア生成・硝酸生成のどちらをもうわまわった明らかな不動化が生じていることが示された。不動化は系内で窒素を保持するのに重要な役割を果たしている。すなわち、系内にはいった窒素はいったん微生物により不動化され、即座に動かなくなると推察される。その後非生物的な固定なども寄与して、付加された窒素の系外への放出が抑えられるものと考えられた。
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