Contribution of photosynthesis of black spruce under soil-frozen condition on the annual CO2 budget

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K03998
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 原薗 芳信 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 客員研究員 (90137240)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 根圏凍結 / 光合成 / 不凍結水 / クロトウヒ

Outline of Annual Research Achievements

Alaska大学構内のクロトウヒ林を対象として、「根圏が凍結した状態下でも樹体内の不凍結水を使って光合成が行われている」ことを実証する観測的研究を進めている。開放型の同化箱を用いて箱内の群葉がCO2を吸収するかどうかを現地滞在観測により調べる計画であった。
2019年9月までに大阪府大で，同化箱３組（３個で2シーズン観測，6反復）を制作すると共に，測定センサや配管，配線などを現地で取り付ける直前までの準備をおこなった。同年9月と11月の2回にわたり，準備した機材を持って渡米し，現地の対象木3個体にセンサなどを取りつけた。11月の渡米は別枠研究のついでに，センサ類を追加で運んだ。12月から2月下旬は極低温環境となりプラスチック類やセンサケーブルなどは凍結により破損する恐れがあったので，保温カバー程度の被覆状態で越冬し3月中旬以後に現地滞在して，観測を開始する計画であった。
3月上旬には渡米準備が完了していたが，コロナウイルスの感染拡大を受けて，Alaska大学は3/16に構内への立ち入り制限（海外からのアメリカ入国者は市内で14日間待機後に始めて大学へ入構できる）が発令され，20日にはAlaska大学入構全面禁止措置（学生も入構できず，2020年春学期（5月末まで）は休講）が発表されたので渡米が不可能となった。
4月上旬現在，しばらくは国内で待つしか無い状況である。現地在住の日本人の研究協力者に観測サイトのメンテを依頼している（謝金充当）が，立ち入り禁止のため状況把握ができていない。航空券など一部の旅費は払い戻しがあったが，しばらくは，渡米できない状態である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

コロナウイルスの感染拡大のため，３月中旬にAlaska大学構内への立ち入りが禁止され，さらに3月下旬には日本からの渡米も禁止された結果，予定していた現地での観測開始が不可能となった。4月上旬現在の情報では，5月下旬までは大学内への入構禁止措置が継続される予定で，当分は研究を進めることができない状態である。
観測サイトの従来からの研究成果を関連研究として学会発表した（日本農業気象学会，Asia-Flux-meeting)。これらの発表課題の発展のために必要な追加データとなる研究であるが，今年度はデータ追加には至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

2020年の3-4月の観測ができなかったので，2020-21シーズンの観測に向けて，国内で機材の整備などを進める。
Alaska大学の入構禁止措置が解除され次第，現地在住の日本人の研究協力者にサイトの状況をチェックしてもらい，測定機器のbattery交換など必要な回復措置を実施してもらう。日本から米国への渡航禁止が解除され，日本から米国への入国制限が解除され，アメリカ国外からAlaska大学の入構禁止措置が解除された後，早急に渡米し，昨年11月から越冬状態で放置されている測定機器，センサ類をチェックし，正常化をはかり次の観測シーズンに備える。

Causes of Carryover

コロナウイルスの感染拡大を受けて，3月中旬以後Alaska大学構内への立ち入りができなくなった。このため，3月中旬から学生と一緒に現地観測を開始する予定であったが，渡米と現地滞在ができず，初年度の外国旅費２名分が，未使用となった。
初年度末（202年3月）の学生の旅費に充てるために，測器類の準備や消耗品の購入は2019年度の別枠予算を振り替えて執行したため，本年度の物品費は未使用となっている。現地での謝金についても３月の観測時期に現地滞在できなかったため，未使用である。
渡米できるようになったら速やかに観測研究を再開する。

Research Products

• [Journal Article] Fluctuations of CO2 in Free-Air CO2 Enrichment (FACE) depress plant photosynthesis, growth, and yield. (2020)
  • Author(s): 1.L.H. Allen,, B.A. Kimball, J.A. Bunce, M. Yoshimoto, Y. Harazono, J.T. Baker, K.J. Boote, J.W. White
  • Journal Title: Agricultural and Forest Meteorology Volume: 284 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1016/j.agrfomet.2020.107899
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Carbon dioxide balance in early-successional forests after forest fires in interior Alaska, (2019)
  • Author(s): 2.Ueyama M., Iwata, H., Nagano, H., Tahara, N., Iwama, C., and Harazono, Y
  • Journal Title: Agricultural and Forest Meteorology Volume: 275 Pages: 196-207
  • DOI: 10.1016/j-agrfomet.2019.25.020
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] A variation in surface energy balance during the early vegetation succession stage after wildfire interior Alaska. (2020)
  • Author(s): Iwata, H., Ueyama, M., Harazono, Y
  • Organizer: Sixth International Symposium on Arctic Research,
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 積算温度モデルを用いた内陸アラスカの種特有の植物季節現象の評価と将来予測 (2020)
  • Author(s): 川嶋しほり・植山雅仁・原薗芳信・岡村幹太・岩田拓記・小林秀樹
  • Organizer: 日本農業気象学会全国大会2020
• [Presentation] Estimating greenhouse gas budgets in high-latitude ecosystems with an improved ecosystem model using eddy covariance data. (2020)
  • Author(s): Okamura, M., Ueyama, M., Ito, A., Ichii, K., Iwata, H., Euskirchen, E. S., Goeckede, M., Sonnentag, O., Flanagan, L. B., Harazono, Y., Helbig, M., Hirano, T., Oechel, W. C., Zona, D
  • Organizer: Sixth International Symposium on Arctic Research,
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Decade long observations of greenhouse gases fluxes at burned and unburned boreal forests in interior Alaska. (2020)
  • Author(s): Ueyama, M., Iwata, H., Harazono, Y.
  • Organizer: Sixth International Symposium on Arctic Research,
• [Presentation] Current status of greenhouse gas balance in the Arctic black spruce forest based on the long-term observation and the future progress. (2019)
  • Author(s): Harazono, Y., Ueyama, M., Iwata, H., Hiyama, T
  • Organizer: 20th Conference on Agricultural and Forest Meteorology Korea
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Estimating CH4 fluxes across high latitude ecosystems using VISIT model. (2019)
  • Author(s): Okamura, M., Ueyama, M., Ito, A., Ichii, K., Iwata, H., Euskirchen, S. E., Goeckede, M., Sonnentag, O., Flanagan, L. B., Harazono, Y., Helbig, M., Hirano, T., Oechel, W. C., Zona, D
  • Organizer: iLEAPS/IGAC-Japan 合同研究集会 2019
• [Presentation] Estimation of greenhouse gas budget over high-latitude ecosystems using a process-based ecosystem model, VISIT. (2019)
  • Author(s): Okamura, M., Ueyama, M., Ito, A., Ichii, K., Iwata, H., Euskirchen, S. E., Goeckede, M., Sonnentag, O., Flanagan, L. B., Harazono, Y., Helbig, M., Hirano, T., Oechel, W. C., Zona, D.
  • Organizer: AsiaFlux2019 -20th Anniversary Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Estimating high-latitude methane fluxes based on the satellite data-driven Terrestrial Carbon Flux Model. (2019)
  • Author(s): Luo, J., Ueyama, M., Okamura, M., Watts, J. D., Iwata, H., Euskirchen, S. E., Goeckede, M., Sonnentag, O., Flanagan, L. B., Harazono, Y., Helbig, M., Hirano, T., Oechel, W. C., Zona, D
  • Organizer: AsiaFlux2019 -20th Anniversary Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] タイムラプスカメラによる内陸アラスカの植生の春の生物季節現象の評価. (2019)
  • Author(s): 川嶋しほり・植山雅仁・原薗芳信・岡村幹太・岩田拓記・小林秀樹
  • Organizer: 日本農業気象学会近畿支部大会
• [Presentation] 北極域クロトウヒ林における温室効果ガス収支の長期観測研究の現状と課題 (2019)
  • Author(s): 原薗芳信，植山雅仁，岩田拓記，檜山哲哉
  • Organizer: 日本農業気象学会2019年全国大会,