2015 Fiscal Year Annual Research Report
湿地生態系における樹木を介したメタン放出：変動要因の解明と系全体フラックスの推定
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26292089
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
寺澤 和彦 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (30414262)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 健四 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, その他部局等, その他 (00414277)
石塚 成宏 国立研究開発法人 森林総合研究所, その他部局等, 研究員 (30353577)
阪田 匡司 国立研究開発法人 森林総合研究所, その他部局等, 研究員 (50353701)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 生態学 / 生物圏現象 / 土壌圏現象 / 地球温暖化 / メタンフラックス / 湿地林 / ハンノキ / ヤチダモ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、湿地林の林冠木の樹幹からのメタン放出に関して、メタン放出量の変動要因と生態系全体のメタンフラックスへの寄与度を明らかにしようとするものである。
平成27年度は、北海道東部の泥炭湿地林（網走サイト）において、①樹幹メタン放出量、②地表面メタンフラックス、③地下水溶存メタン濃度について、季節変動と空間変動を明らかにするための観測を2015年5月～2016年2月の間に5回行った。また、④メタンの炭素安定同位体比の分析、⑤メタン輸送に関わる木材組織の探索も行った。一方、北海道中部のヤチダモ林（月形サイト）においては、⑥地表面メタンフラックス、⑦下層植生からのメタン放出量の観測を2015年6～8月に行い、２つの下層植生タイプにおけるフラックス構成成分の推定を行った。主な成果は次のとおり。
１．網走サイトのハンノキ（7個体）とヤチダモ（3個体）の樹幹メタン放出量は9月にピークをもつ明瞭な季節変動を示した。9月のメタン放出量（平均±標準偏差）は、ハンノキで2,117±1,378μgCH4 m-2h-1、ヤチダモで2,207±1,290μgCH4 m-2h-1であった。
２．網走サイトの地表面メタン放出フラックスは空間変動が大きく、調査プロット（30m×15m）のチャンバー（10個）間で100～1000倍の違いがみられた。地下水溶存メタン濃度には空間的な傾度がみとめられ、最高値は9～11月における約200μmol L-1であった。
３．月形サイトの地表面メタンフラックスは、地下水位、地温、チャンバー位置の影響を受けていた。下層植生のヨシから大きなメタン放出（平均約7,600μgCH4 m-2h-1）がみられた。
４．月形サイトの植生タイプ別のメタンフラックスは、ヨシ群落ではヨシからの高い放出、オニシモツケ群落では地表面での吸収によって規定されていることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、①樹幹からのメタン放出量の時間的・空間的な変動要因の解明、②湿地林全体のメタンフラックスに対する樹幹からのメタン放出の寄与度の評価、の２つの目標を掲げて北海道内の２か所の観測サイト（網走と月形）において研究を進めている。
目標①については、網走サイトにおける樹幹メタン放出量の観測を昨年度に引き続いて継続し、冬季を含む通年の季節変動のパターンを明らかにした。また空間変動については、樹幹メタン放出量の測定範囲を面的に拡大するとともに、測定サンプル数を増やして変動に関わる要因（地下水溶存メタン濃度、樹種の違いなど）を検討した。さらに、樹幹内部でのメタンの輸送様式を検討するために、放出メタンと地下水溶存メタンの炭素安定同位体比の分析と、樹体内の通気に関わる木材組織の顕微鏡観察を行った。
目標②については、生態系全体のメタンフラックスをボトムアップ推定するために、網走および月形の両サイトにおいて地表面メタンフラックスの観測を継続して実施し、サイト内での空間変動や季節変動についてのデータを蓄積した。これらの結果および昨年度に明らかにした樹幹の鉛直方向での放出量の変動パターンを用いて、網走サイトでは個体あたりおよび林分あたりの樹幹メタン放出量の推定を行った。また月形サイトにおいては、昨年度に試作した下層植生用フラックスチャンバーを用いてヨシ群落とオニシモツケ群落からのメタン放出量の観測を実施し、それぞれの植生タイプにおけるフラックス構成成分を推定した。
以上のように、今年度に得られた研究成果は、本研究の目標達成に向けた２年目の成果として十分なものとみなされ、本研究計画はおおむね順調に進行していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
網走サイトでは、樹幹メタン放出量の定期的な観測を林冠木10個体で継続するとともに、地下水位、地温、地下水溶存メタン濃度などの環境要因の観測を継続する。これらのデータから、網走サイトにおける樹幹からのメタン放出量の水平的な空間変動と季節的変動のパターンを明らかにし、それらの変動に関わる要因の検討を進める。あわせて、メタンの炭素安定同位体比および木材組織の顕微鏡観察によって樹体内でのメタンの輸送様式の検討を行う。地表面メタンフラックスについては、調査プロット内での空間変動がきわめて大きいことから、その変動に関わる要因についての検討を進め、土地面積あたりのメタンフラックスの推定精度の向上を図る。以上のデータを用いて、網走サイトにおける湿地林全体でのメタンフラックスの推定を行い、全体のフラックスに対する樹幹からのメタン放出量の寄与度の評価を行う。
月形サイトでは、樹幹からのメタン放出量の鉛直方向での変動パターンの測定を行い、個体あたりの樹幹メタン放出量を推定する。同時に、地表面メタンフラックスとヨシなどの下層植生からのメタン放出量の測定を行う。これらの観測結果から、湿地林全体のメタンフラックスとその構成成分を推定し、系全体フラックスに対する樹幹からのメタン放出の寄与度の評価を行う。
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| Causes of Carryover |
［物品費］樹幹フラックス測定用の全周チャンバー部品（特注品）の製作費として80万円を計上していたが、今年度はチャンバーの現地性能評価のみとするため製作個数を72個にとどめ、約50万円を未使用とした。フラックス観測用足場（月形サイト）について、現有の部材を活用したため約30万円を未使用とした。
［旅費］観測サイト（月形）でのフラックス観測等を主に研究分担者（山田）が行うことで、研究代表者（寺澤）の同サイトへの調査出張を最小限にとどめた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費（2,180千円）：現地観測器材 1,480千円、薬品・分析用ガス 500千円、分析器具 200千円
旅費（900千円）：調査研究 300千円、研究打合わせ 150千円、国内学会 150千円、海外学会 300千円
人件費・謝金（534千円：分析補助）、その他（450千円：論文英文校閲、通信費など）
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Research Products
(4 results)
