| Project/Area Number |
23K23651
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| Project/Area Number (Other) |
22H02386 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
智和 正明 九州大学, 農学研究院, 准教授 (30380554)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福澤 加里部 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (10456824)
笠原 玉青 九州大学, 農学研究院, 准教授 (10622037)
菱 拓雄 九州大学, 農学研究院, 准教授 (50423009)
舘野 隆之輔 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 教授 (60390712)
柴田 英昭 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70281798)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
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| Keywords | 窒素循環 / 森林生態系 / 土壌生態系 / 河川生態系 / 回復 |
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| Outline of Research at the Start |
産業革命以降，増加し続けてきた大気由来の窒素沈着は，近年，世界的に減少に転じていることが指摘され始めている．しかし，これまでの窒素沈着による負のレガシーエフェクト（リン，カルシウムなどの窒素以外の栄養資源の減少）が大きいと仮に窒素沈着量が減少しても森林の生態系機能が回復しない可能性がある．本研究は，申請者らによる過去の観測データや既設試験地を活用することで，窒素負荷による負のレガシーエフェクトを解析し（林分スケールでの検証），森林流域からの窒素流出を地域，全国スケールで解析する（地域，全国スケールでの検証）．
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| Outline of Annual Research Achievements |
産業革命以降，増加し続けてきた大気由来の窒素沈着は，近年，世界的に減少に転じていることが指摘され始めており，森林の生態系機能が回復する可能性がある．しかし，過去の窒素沈着による負のレガシーエフェクト（土壌内の窒素蓄積，リンやカルシウムなどの窒素以外の栄養資源の減少）が大きいと，仮に窒素沈着量が減少しても生態系機能の回復が進まない可能性がある．2024度は，1) 福岡市における大気沈着量（硫黄および窒素）を解析し，2) 森林流域からの窒素流出解析: 高密度採水を2008-2009年に行なった流域（博多湾流域）の上流部で，同じプロトコル（地点，頻度，分析項目）で観測・解析を行った．採水頻度は年6回，測定項目はpH，濁度，イオン主要成分，溶存有機窒素である．データ解析として線形混合モデルを用いて2008-2009年との水質の比較を行った．さらにArcGISを用いて流域面積，標高，勾配，人工林面積の割合を解析し，変数重要度ー部分的最小二乗回帰（VIP-PLSR）を用いて渓流水中の硫酸イオンと硝酸イオンに及ぼす重要な変数を解析した．その結果，福岡市の大気中硫黄沈着量と窒素沈着量は両者とも1990年代から2000年代半ばにかけて増加し、その後減少に転じていた．渓流水質は2008-2009年と比較して近年の硫酸イオン，硝酸イオンは濃度が低かった．硫酸イオンと硝酸イオン濃度に与える重要な要因として平均勾配と標高が挙げられた．これらの結果から，急勾配だと物質流出が多くなること，標高が低くなると地温が高まり，岩石が風化されやすいことや微生物活性が高まることがそのメカニズムとして考えられた．このことから大気沈着量がピークだった時期と比べると水質は回復していることが示された．一方で溶存有機窒素濃度は2008-2009年と比較して有意な差は検出されなかった．これはイオン強度が変化してないことやもともと日本の森林では酸緩衝能が高いことが原因として考えられた。
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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
サンプリングや化学分析をおおむね当初の計画通り実施している．
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| Strategy for Future Research Activity |
統一された手法で施肥を行った5地域（中川，足寄，標茶，福岡，椎葉）の施肥試験区において，窒素施肥8年の影響を検証する．具体的には窒素施肥による窒素動態の変化やそれに伴う植物・土壌微生物反応を5地域で統一した手法を用いて観測する．
さらに，そのような森林上流部の変化によって生じる河川水質の変化が流域の下流部に与える影響について検討する予定である．これまで博多湾流域を事例として森林流域における河川水質の変化について過去30年以上にわたって観測・解析してきた．これらの河川水質の変化が下流部にどのような影響を与えるのかを検証する予定である．これらの解析を踏まえて，森林は重要な窒素汚染源に現在もなりうるのかを検証するために，森林の構成樹種の長期変化との関係について検証する．
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