2020 Fiscal Year Annual Research Report
山地湖沼の生食連鎖と腐食連鎖に及ぼす森林起源有機物の生態化学量効果
| Project/Area Number |
20H03315
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
占部 城太郎 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50250163)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 湖沼生態系 / 栄養補償 / 落葉 / 生元素 / リン / 窒素 / 栄養塩 / プランクトン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
湖沼へ負荷される主な陸上有機物は落葉起源であり、炭素・エネルギー源として湖沼の腐食連鎖を駆動することで高次生産を支えると考えられて来た。しかし、落葉には、リンなど湖沼一次生産を制限する栄養塩も含まれている。もし、浸漬した落葉からリンが容易に溶出するのであれば、落葉起源有機物は藻類生産を促し生食連鎖も駆動することになる。そこで、落葉に含まれる有機態炭素（C）、窒素(N)、リン(P)の可給態化学量とその比（C:N:P 比）を調べ、湖沼生態系への栄養補償機能を介した森林植生の影響を明らかにする実験を行った。
2020年度はコロナ禍のため季節的な野外調査が出来なかったことから、初年度の計画を2021年度にかけて実施した。まず、2020年秋季に東北地域の山地集水域で優占種となる樹種、スギ、ヒノキ、ハンノキ、スダジイ、コナラ、ブナ、ミズラ等２０樹種の落葉を採取した。これら落葉の炭素(C)、窒素(N)、リン含量(P)を測定したところ、C/P、C/Nモル比はそれぞれ300~4500、20~50と樹種により異なっていた。次いで、これら樹種の落葉浸漬実験を行い、溶存態有機炭素（DOC）、溶存態全窒素（TN）、溶存態全リン（TP）の溶出濃度を測定した。測定結果はMichaelis-Menten式に当てはめることで、各元素の最大溶出効率（Dmax）と溶出親和性（K）を算出した。その結果、DmaxやKは樹種や元素により異なり、Dmaxはいずれの樹種の落葉でもTNで極めて小さく、平均して3%（1~10%)、次いでDOCで14%(3～30%)であった。一方、TPのDmaxは平均で50％（40~100%）とTNよりも10倍以上高かった。この結果から、落葉のリン含量は少ないが、いずれの樹種でも浸漬した際のリン溶出効率は高いこと、したがって落葉は水圏生態系の重要なリン源となり得ることが分かった
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍のため2020年度の前半は野外調査が全く出来ず実験に用いるための試料収集ができなかったが、秋季に各地で落葉の採集を行うことが出来たため、初年度に計画していた測定・実験を2021年度まで延長して実施した。これら採集・測定・実験は2021年度に計画していた実験・解析と並行して行うことが出来たため、2021年度終了時は当初計画どおりの実験と研究成果を得ることが出来た。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2020年度に計画していた実験を２０２１年度までずれ込む形で実施したが、その成果を逐次利用することで2021年度に計画していた実験も並行して遂行することが出来た。2021年度終了時には、ほぼ予定していた計画での実験・測定を終了することが出来ため、予定どおり、２０２２年度に計画している実験ととりまとめを行うこととした。
|
