2014 Fiscal Year Research-status Report
変動環境下での植物の暗呼吸を表現するモデルの高度化に向けた研究
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26550018
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
伊藤 昭彦 独立行政法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (70344273)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 暗呼吸 / 地球変動 / 生態系モデル / 炭素収支 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植生の呼吸CO2放出に関するモデル高度化を図るため、既存モデルの推定法に関する予備的な検討を行った。従来の維持呼吸・構成呼吸の２要素モデルによって観測された生態系CO2フラックスをどの程度まで再現できるか、いくつかの観測サイトで検証を行った。植生のサイズに応じた呼吸速度の定式化について、文献情報を収集しメタ分析を進めた。陸域生態系モデルVISITを用いて、地点から全球スケールの炭素循環シミュレーションを行い、その中の呼吸の寄与を推定した。過去の1901-2014年までのシミュレーションにおいて、植生の呼吸は徐々に増加することが推定された。その原因は、大気CO2濃度の施肥効果に伴う植生サイズの増加と、気温の上昇による呼吸促進が考えられた。その寄与率を分配するための追加実験や、空間分布の解明は今後の課題である。植生の暗呼吸のより生理生態学的に厳密な定式化を行うため、最新の呼吸研究に関する情報収集を行った。植物の代謝過程に基づいて、呼吸の生化学的経路や二次代謝を考慮した呼吸モデルについて検討を行った。それらの情報を、生態系モデルにどのように取り入れていくかを引き続き検討する。また、長期的な温度変化への応答としてみられる順化過程については、最近の研究でモデルへの導入例があることが分かった。それがCO2濃度上昇に対する順化と関連性があるのかは、植物学的にもモデル研究としても興味深い課題である。それらを踏まえ、順化も考慮した植物の呼吸過程を導入することで、陸域生態系の炭素収支推定の高度化を図る。
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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
植物の呼吸に関する文献情報は順調に集めることができた。特に、植物モデル関係者によって開かれた呼吸をテーマとした会合の開催録を参照することで、同種のモデル研究者がどのような問題意識を持っており、またどのようにそれを克服しようとしているかを推察することができた。地下部からのCO2放出に関する共同研究を別課題として進めており、それらと連携することで当初予想よりもモデル検証に関する部分を進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
呼吸のモデルに関して、生化学ベースのモデルのプログラム化と生態系モデルへの導入を進め、系統的なシミュレーションを行う。また、メタ分析の結果をまとめて学術誌などで発表する。
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| Causes of Carryover |
陸域生態系モデルの改良について、翌年度に作業を集中させるため人件費・謝金を残したため次年度使用額が生じた。データ収集およびモデル改良方針の検討を前倒しで進めたため、翌年度にはより効率的にモデル拡張を進めることができる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
陸域生態系モデルにおける呼吸推定の高度化を進めるために研究補助員を雇用し、メタ分析及びデータの整備を進めるとともに、呼吸過程のモデル表現の高度化を図る。
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