| 研究課題/領域番号 |
20H00640
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分63:環境解析評価およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
小林 秀樹 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), グループリーダー代理 (10392961)
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| 研究分担者 |
伊川 浩樹 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 主任研究員 (10754393)
滝川 雅之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), グループリーダー (30360754)
永野 博彦 新潟大学, 自然科学系, 助教 (40758918)
野口 享太郎 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70353802)
斉藤 和之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 主任研究員 (70419133)
酒井 佑槙 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (80862523)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)
2023年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2022年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2021年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2020年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 北方林 / 永久凍土 / 温室効果ガスフラックス / 土壌動態 / 北極域温暖化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アメリカやカナダの北方林は永久凍土地帯しており、近年の北極域温暖化による気温や地温の上昇により永久凍土層上部の融解が始まっている。近い将来凍土層が全面融解する可能性も指摘されているが、凍土融解がCO2などの温室効果ガスの吸収・放出過程に与える影響はあまり理解されていない。本研究の目的は、北米高緯度に広く分布するトウヒ林で世界に先駆けて土壌の温度上昇を人工的に再現した野外操作実験を行い温暖化が土壌の変化を通じてCO2放出や大気輸送に与える影響を理解ことである。本研究によって今後30－50年程度で起こりうる「急速な温暖化→凍土融解→植生活性・土壌変化→大気輸送変化」のメカニズムの定量化を目指す。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は、５月に現地訪問し2022年度に設置した永久凍土融解実験の昇温区のヒーターの電源を入れて昇温実験を開始した。この実験ではコントロール区との深度30cmの地温の差が2-3℃になるように温度上昇を行うことを目的としていたが、ヒーター加熱開始から約2ヶ月後の7月には、コントロール区との比較で約2.5℃の温度上昇が達成された。その後も、8月までは約2.5℃高い温度が維持されたが９月に入り温度が低下する様子がみられた。ヒーターの安定した温度制御については、今後の課題となった。この昇温実験中に観測した自動開閉チャンバーによる土壌呼吸観測値の季節変化を解析したところ、温度上昇に伴って土壌呼吸が単調に上昇するわけではなく、初夏（６月頃）に減少した後、7月以降に増加するという、指数関数モデル(Q10モデル)から外れる振る舞いが観測された。これは春から夏にかけての活動層の逐次的な融解や、先行して融解した土壌表層の乾燥化が影響しているものと示唆された。また、長期的な温暖化の影響を検討するために、2011年から2022年までの渦相関CO2フラックスの解析を進めた。この結果、観測サイトでは秋、冬、春の植物非活動期間の呼吸量が近年上昇していることが明らかとなった。これは、土壌深20-40cmのところで冬でも土壌が凍結しない未凍結層が形成されつつあることや、季節的に土壌が融解する活動層が徐々に深くなっていることが影響していると考えられた。こうした影響により、近年CO2の年間収支が吸収から放出に移行していることが明らかになった。さらに広域の影響を理解するために国際共同研究に参画し、北極域全体の炭素収支の傾向（吸収・放出）の地理分布の分析に貢献した。広域解析で得られた結果は、本研究の観測サイトで得られた傾向と矛盾しなかった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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