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北極ツンドラ生態系における土壌CO2フラックスの冬期の動態解明と年間の高精度推定

研究課題

研究課題/領域番号 16H05622
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 環境動態解析
研究機関国立極地研究所

研究代表者

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)

研究分担者 米村 正一郎  県立広島大学, 生物資源科学部, 教授 (20354128)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード極地 / 土壌呼吸 / 二酸化炭素 / ツンドラ / 炭素循環 / ツンドラ生態系 / 冬期 / 連続測定 / 土壌CO2フラックス
研究成果の概要

北極ツンドラ生態系の土壌中の二酸化炭素(CO2)濃度の通年観測行い、冬期、土壌温度が氷点下になっているにも関わらず、CO2濃度はダイナミックに変化していた。その要因としてRain-on-Snow(ROS)イベントの関与が本研究で始めて明らかになった。土壌からのCO2放出に与えるrain-on-snowの影響を評価したところ、2016年から2017年にかけた冬期の場合は、CO2放出量を1割上昇させていると推定された。年間の土壌CO2フラックスの高精度推定のため、本研究により新たにモデルを構築したが、ROSや融雪時期のフラックス推定には新たなCO2動態メカニズムを組込む必要性が明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、土壌中の二酸化炭素濃度は、土壌が凍結している冬期において、大きく変動していることを初めてあきらかにした。その変動の要因として、マイナスの温度域からプラスの温度域にまで上昇する急激な温度変化が考えられた。この温度変化の際には降雨が見られるため、北極域ではRain-on-Snow(ROS)イベントとして知られている。このROSイベントにより、地表面に氷の層が形成され、トナカイがエサを食べられなくなることが問題となっている。本研究において、ROSが土壌からのCO2放出量を増加させることが示唆されたことから、炭素循環の視点からも重要なイベントであることを本研究で初めて示すことができた。

報告書

(6件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2022 2021 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 備考 (8件)

  • [国際共同研究] The Alfred Wegener Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Alfred Wegener Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Alfred Wegener Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Alfred Wegener Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Alfred Wegener Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Five decades of terrestrial and freshwater research at Ny-Alesund, Svalbard.2022

    • 著者名/発表者名
      Pedersen, A.O., Convey, P., Newsham, K.K.ら47人中19番目(Uchida, M.)
    • 雑誌名

      Polar Research

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification and Isolation Pattern of Globisporangium spp. from a Sanionia Moss Colony in Ny-Alesund, Spitsbergen Is., Norway from 2006 to 20182021

    • 著者名/発表者名
      Tojo Motoaki、Fujii Natsumi、Yagi Hironori、Yamashita Yuki、Tokura Katsuyuki、Kida Kenichi、Hakoda Akiho、Herrero Maria-Luz、Hoshino Tamotsu、Uchida Masaki
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9 号: 9 ページ: 1912-1912

    • DOI

      10.3390/microorganisms9091912

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Factors affecting water availability for high Arctic lichens.2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue T., Kudoh S., Uchida M., Tanabe Y., Inoue M., Kanda H.
    • 雑誌名

      Polar Biology

      巻: 40 号: 4 ページ: 853-862

    • DOI

      10.1007/s00300-016-2010-2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensitivity analysis of ecosystem CO2 exchange to climate change in High Arctic tundra using an ecological process-based model2016

    • 著者名/発表者名
      Uchida M., Muraoka H., Nakatsubo T.
    • 雑誌名

      Polar Biology

      巻: 39 号: 2 ページ: 251-265

    • DOI

      10.1007/s00300-015-1777-x

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] CO2 emission resulting from rain-on-snow events amounts to 10% of yearly soil CO2 emission in Ny-Alesund.2021

    • 著者名/発表者名
      Yonemura, S., Uchida, M., Kishimoto-Mo, A., Oura, N.
    • 学会等名
      The 12th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高緯度北極スバールバルの氷河後退域における土壌硝化能の遷移2019

    • 著者名/発表者名
      林健太郎・田邊優貴子・小野圭介・浅野眞希・服部祥平・内田雅己・早津雅仁
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Soil respiration rates of seasonally frozen soils in Ny-Alesund.2019

    • 著者名/発表者名
      Yonemura S., Kishimoto-Mo, A.W., Oura N., Uchida M.
    • 学会等名
      The 10th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal change of CO2 concentration in soil layers throughout the year on Svalbard, high-Arctic Norway; model construction and first evaluation2018

    • 著者名/発表者名
      Uchida, M., Yonemura, S., Sakurai, G., Kishimoto-Mo, A.W., Boike J.
    • 学会等名
      The 9th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of ecosystem carbon cycle in Ny-Alesund, Norwegian High Arctic under environmental change.2018

    • 著者名/発表者名
      Uchida, M.
    • 学会等名
      ArcticNet Arctic Scientific Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Introduction of Japanese activities in Ny-Alesund.2018

    • 著者名/発表者名
      Uchida, M.
    • 学会等名
      Ny-Alesund Terrestrial Flagship Program workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ecosystem carbon cycle in Brogger Peninsula, Ny-Alesund, Svalbard.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakatsubo T., Uchida M.
    • 学会等名
      Svalbard Science Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Bayleva high Arctic permafrost long-term observation site: an opportunity for join international research on permafrost, atmosphere, ecology and snow.2017

    • 著者名/発表者名
      Boike J., Chadburn S., Cannone N., Schulz A., Biskaborn B., Maturilli M., Uchida M., Westermann S.
    • 学会等名
      Svalbard Science Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preliminary report for measurements of soil CO2 concentrations throughout the year at Ny-Alesund.2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida M., Yonemura S., Kishimoto M.W.A., Sakurai G., Boike J.
    • 学会等名
      Svalbard Science Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preliminary report for measurements of CO2 concentration in soil layers throughout the year on Svalbard, high-Arctic Norway.2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida M., Yonemura S., Kishimoto-Mo A. W., Sakurai G., Boike J.
    • 学会等名
      The 8th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of soil respiration throughout a year2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Uchida
    • 学会等名
      Ny-Alesund Science Managers Committee
    • 発表場所
      Clarion Congress Hotel, Prague
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究調査等の紹介

    • URL

      https://www.instagram.com/mu_arctic/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] 高緯度北極ツンドラ生態系に及ぼす気候変動の影響

    • URL

      https://www.researchinsvalbard.no/project/6256

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] リサーチマップ

    • URL

      https://researchmap.jp/m_uchida

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 国立極地研究所陸上生物研究チーム

    • URL

      http://polaris.nipr.ac.jp/~penguin/Terrestrial/index.php

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 生物圏研究グループ 陸上生物研究チーム

    • URL

      http://polaris.nipr.ac.jp/~penguin/Terrestrial/index.php

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 北極圏科学観測ディレクトリー

    • URL

      http://www.nipr.ac.jp/aerc/document/directory.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Research map

    • URL

      http://researchmap.jp/m_uchida

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 国立極地研究所生物圏研究グループ 陸上生物研究チーム

    • URL

      http://polaris.nipr.ac.jp/~penguin/Terrestrial/index.php

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-01-30  

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