2010 Fiscal Year Annual Research Report
北極土壌圏温暖化に伴う凍土融解と土壌微生物による化石炭素の分解促進に関する研究
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21310015
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| Research Institution | National Institute of Polar Research |
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Principal Investigator |
内田 雅己 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (70370096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 昌男 独立行政法人国立環境研究所, 化学環境研究領域, 主任研究員 (50344289)
近藤 美由紀 独立行政法人国立環境研究所, 化学環境研究領域, NIESポスドクフェロー (30467211)
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| Keywords | 環境変動 / 土壌圏現象 / 微生物 / 極域 |
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| Research Abstract |
北極スバールバル諸島では、地質時代に生成した土壌有機炭素(以下、化石炭素)が凍土中に大量に蓄積されている。このような環境は、北極高緯度域土壌圏において一般的であり、最近急速に温暖化の影響を受けつつある。特に冬季の気温上昇は、凍土層の崩壊を引き起こし、冬季における土壌呼吸量の増加という形で表れている。本申請課題では、先行研究で得られた微生物による化石炭素の分解に関する定性的な証拠を踏まえ、化石炭素の分解に伴って放出される土壌呼吸の定量化を目指す。加えて、化石炭素の分解における温度依存性についても検討し、温暖化に伴う凍土融解と化石炭素分解量の長期的な変動についても明らかにすることを目指す。
本年度は貝化石を含む層とその上層の微生物相について、クローンライブラリー法を用いて詳細に調査した。また、環境制御下において、土壌呼吸によって放出された二酸化炭素中の放射性炭素安定同位体を測定するための二酸化炭素回収ラインの開発およびその条件検討を行った。微生物相の調査では、化石炭素を多く含む層とそうでない層では、微生物相は大きく異なっていることが明らかとなった。約1.1万年前の貝化石を含んでいた化石炭素を多く含む層の真核生物では、褐藻類のDNAが検出され、貝化石同様に、この層準は海底、もしくは海岸付近だったことが示唆された。一方、ライン開発では、作成したラインに培養土壌から放出された二酸化炭素を通し、モレキュラーシーブに吸着させることができた。その後真空ラインで吸着した二酸化炭素を熱脱着回収したところ、放射性炭素安定同位体の測定に耐えうる二酸化炭素量の回収に成功した。
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