2022 Fiscal Year Final Research Report

Mechanisms of Variation in Molecular Species of Organic Carbon during Frost Thawing and Runoff in the Arctic Moss Tundra Marsh.

Research Project

PDF

Project/Area Number	20H04307
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	Fujitake Nobuhide 神戸大学, 農学研究科, 教授 (50243332)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	近藤美由紀国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 主任研究員 (30467211) 川東正幸東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (60297794) 内田雅己国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 准教授 (70370096) 大西健夫岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (70391638) 大塚俊之岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (90272351) 布施泰朗京都工芸繊維大学, 分子化学系, 准教授 (90303932)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	溶存有機物 / 光分解 / NMR / 3D EEM
Outline of Final Research Achievements	Since the field survey and sample collection were not possible due to COVID-19, a solar photolysis experiment of dissolved organic carbon (DOC) in thawing water of cryopreserved samples was conducted, which was a risk measure. The equipment developed in this study made it possible for the first time to conduct a photolysis experiment in water that was close to the actual environment. No change in DOC concentration in thawing water in the active and frozen layers was observed up to an integrated irradiance of 8000 klxh, and light did not mineralize DOC to CO2. Fluorescence analysis showed that the light denatured the fluorescent humic components to non-fluorescent components, and 1H NMR analysis showed that the carbohydrate components decreased in both layers, but with different decreasing trends, indicating that the active and frozen layers have different photosensitivities.
Free Research Field	土壌学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	気候変動に対して脆弱かつ敏感な高緯度北極地域において、高密度炭素生態系であるモス・ツンドラ湿原は炭素隔離のホットスポットとして注目されているものの、知見情報は純生態系生産量などの基礎的データが存在するにとどまっている。本研究ではコケ生育部である活動層とその地下の泥炭凍土層からの融解水に含まれる溶存有機炭素の性質を分子種レベルで解析し、双方の光分解に対する感受性が異なることを明らかにした。すなわち、温暖化の進行によって下層凍土の融解によって系外流出する有機物の分解特性が大きく異なることが明らかになり、北極圏生態系の保全と対策を支える基盤情報が得られた。