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バイオチャーが森林生態系の土壌圏と生態系炭素隔離機能に及ぼす中長期的影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H04237
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

吉竹 晋平  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 准教授 (50643649)

研究分担者 藤嶽 暢英  神戸大学, 農学研究科, 教授 (50243332)
川東 正幸  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (60297794)
大塚 俊之  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (90272351)
友常 満利  玉川大学, 農学部, 准教授 (90765124)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード森林生態系 / バイオチャー / 炭素隔離 / 炭素循環 / 窒素循環 / 生態系純生産 / 土壌有機物 / 栄養塩 / 炭素隔離機能 / 細根動態 / 栄養塩類 / 養分循環 / 生態系純生産量
研究開始時の研究の概要

森林生態系へのバイオチャー散布が生態系の炭素隔離機能に及ぼす影響を明らかにするため、実際の森林においてバイオチャー散布実験を実施し、生態系の各要素の応答を明らかにしたうえで生態系純生産量の変化を定量的に評価する。また、追加の野外散布実験や室内実験により、これまで未解明な部分が多かった土壌圏における炭素・養分動態を明らかにし、バイオチャー散布がどのようなメカニズムによって生態系に影響を及ぼすのかを明らかにする。

研究成果の概要

森林生態系へのバイオチャー散布では直接的・間接的な炭素隔離が期待されている。本研究では温帯落葉広葉樹二次林にバイオチャーを散布し、土壌圏の物理化学性および土壌微生物群集、そして生態系炭素循環の各要素および炭素収支(生態系純生産、NEP)に及ぼす影響について、最大7年に渡って調査した。本研究の結果、バイオチャーの散布は土壌中の栄養塩類や溶存有機炭素の動態に影響を及ぼすことや、土壌微生物群集への影響は小さいこと、生態系全体での間接的な炭素隔離効果は限定的であることなどが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

森林生態系はバイオチャーを用いた炭素隔離の場として注目されている。本研究は、実際の森林にバイオチャーを散布して生態系の応答を長期に渡って調べた稀有な例であり、その成果は土壌圏における栄養塩動態や微生物群集に関する基礎的知見をもたらすとともに、森林でのバイオチャーを用いた炭素隔離を考える上で極めて有用である。本研究ではバイオチャーによる間接的炭素隔離効果は限定的であったが、直接的な炭素隔離は可能なこと、長期的なモニタリング結果を踏まえると生態系に大きな問題が起きていないことが示された。今後は間接的炭素隔離効果を高められるバイオチャーの種類や対象林分などの検討が進むことが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 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 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Effects of the Application of Biochar to Plant Growth and Net Primary Production in an Oak Forest2021

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuka Toshiyuki、Tomotsune Mitsutoshi、Ando Masaki、Tsukimori Yuki、Koizumi Hiroshi、Yoshitake Shinpei
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 12 号: 2 ページ: 152-152

    • DOI

      10.3390/f12020152

    • 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] Photosynthetic response of young oaks to biochar amendment in field conditions over 3 years2021

    • 著者名/発表者名
      Tanazawa Yumina、Tomotsune Mitsutoshi、Suzuki Takeshi、Koizumi Hiroshi、Yoshitake Shinpei
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 26 号: 2 ページ: 116-126

    • DOI

      10.1080/13416979.2020.1866231

    • 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] Effect of biochar addition on leaf litter decomposition at the soil surface during three years in a warm-temperate secondary deciduous forest, Japan.2019

    • 著者名/発表者名
      Minamino Y, Fujitake N., Suzuki T., Yoshitake S., Koizumi H., Tomotsune M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 16961-16961

    • DOI

      10.1038/s41598-019-53615-2

    • NAID

      120006873032

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Priming effect of Miscanthus sinensis derived biochar on brown forest soil.2019

    • 著者名/発表者名
      Iimura, Y., Natsuhara, M., Ohtsuka, T., Tomotsune, M., Yoshitake、S., Koizumi, H.
    • 雑誌名

      Soil chemistry and soil mineralogy

      巻: 65 号: 6 ページ: 550-556

    • DOI

      10.1080/00380768.2019.1672101

    • NAID

      210000157215

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 森林へのバイオ炭施用が土壌圏窒素動態に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      吉竹晋平, 佐宗若奈, 安木奈津美, 橋本麗優, 小泉博
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2023年度愛媛大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 森林へのバイオ炭施用が7年間の従属栄養生物呼吸に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      岡田駿, 月森勇気, 惠日格也, 友常満利, 小泉博, 吉竹晋平
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2023年度愛媛大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 森林土壌におけるバイオ炭の添加がpH緩衝能に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      仙波成都, 飯村康夫, 吉竹晋平, 藤嶽暢英
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2023年度愛媛大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 森林へのバイオ炭施用にともなう土壌水分の中長期的な応答性2023

    • 著者名/発表者名
      藤崎綾音, 飯村康夫, 大塚俊之, 近藤美由紀, 吉竹晋平, 藤嶽暢英
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2023年度愛媛大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バイオチャー散布が暖温帯コナラ林における7年間の土壌炭素フラックスに及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      岡田駿, 月森勇気, 惠日格也, 友常満利, 小泉博, 吉竹晋平
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 里山生態系における有機物残渣の炭化(バイオチャー)による炭素隔離の試み2023

    • 著者名/発表者名
      友常満利, 依田真由, 進藤恵太, 関川清広
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 炭を使ってマイナスカーボンな社会を目指す!?2023

    • 著者名/発表者名
      友常満利, 関川清広, 勝島可奈子, 杉崎義和, 依田真由, 進藤恵太, 小原廣幸
    • 学会等名
      青葉区脱炭素促進パネル展
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バイオ炭でパリ協定に貢献できるか?2022

    • 著者名/発表者名
      藤嶽暢英
    • 学会等名
      関西土壌肥料協議会第101回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 森林生態系へのバイオ炭施用~野外散布実験と生態系・土壌圏の応答に関する長期モニタリング~2022

    • 著者名/発表者名
      吉竹晋平
    • 学会等名
      関西土壌肥料協議会第101回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオ炭施用とj-クレジット2022

    • 著者名/発表者名
      藤嶽暢英
    • 学会等名
      関西土壌肥料協議会第101回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 森林へのバイオチャー散布がコナラ細根動態に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      野村みおと・竹内宏太・今吉健斗・吉竹晋平
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 冷温帯コナラ林における非切断細根呼吸の日変化パターン2022

    • 著者名/発表者名
      今吉健斗・塩手文也・吉竹晋平
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 攪乱が炭素動態に及ぼす影響は森林タイプによって異なるか-近接する3林分での比較-2022

    • 著者名/発表者名
      福家真帆・塩手文也・今吉健斗・西貝竜太・吉竹晋平
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] バイオチャー散布が林床のササの生産量に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      森下大地・友常満利
    • 学会等名
      第1回生態系生態学連合研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 森林生態系へのバイオチャー散布が木本・草本植物の根滲出物に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      朝生正樹・吉竹晋平
    • 学会等名
      第1回生態系生態学連合研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] バイオチャー散布が樹木細根動態に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      竹内宏太・塩手文也・今吉健斗・吉竹晋平
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] バイオチャー散布が暖温帯コナラ林の土壌炭素フラックスに及ぼす影響は3 年で減衰する2020

    • 著者名/発表者名
      惠日格也・友常満利・小泉博・吉竹晋平
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バイオチャー散布がコナラ実生栽培実験における土壌層位間のCNP 動態に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      吉新昌平・久保田大雅・棚澤由実菜・友常満利・吉竹晋平
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 野外でのバイオチャー散布がその後3 年間のコナラ若木の光合成に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      棚澤由実菜・友常満利・鈴木武志・小泉博・吉竹晋平
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 暖温帯コナラ林におけるバイオチャー散布が生態系の炭素隔離能に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      友常満利,吉竹晋平,大塚俊之,藤嶽暢英,月森勇気,増田信悟,惠日 格也
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Three-year’s responses of soil nutrients and microbial community to the biochar amendment in a warm-temperate deciduous forest in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake S., Tomotsune M., Koizumi H., Ohtsuka T.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2019 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of biochar amendment on biometric net ecosystem production during three years in a secondary warm-temperate deciduous forest, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Tomotsune M., Yoshitake S., Ohtsuka T., Fujitake N., Tsukimori Y., Masuda S., Enichi K., Koizumi H.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2019 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of biochar amendment on soil carbon flux for three years in a warm-temperate deciduous forest in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Enichi K., Tsukimori Y., Tomotsune M., Koizumi H., Yoshitake S.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2019 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of biochar amendment on photosynthesis of oaks in a warm-temperate climate, Japan.2019

    • 著者名/発表者名
      Tanazawa Y., Tomotsune M., Suzuki T., Koizumi H., Yoshitake S.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2019 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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