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温暖化インパクトを包括的に考慮した土壌炭素応答解析:プライミング効果に着目して

研究課題

研究課題/領域番号 20K12138
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

飯村 康夫  滋賀県立大学, 環境科学部, 講師 (80599093)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード土壌炭素 / 温暖化 / 窒素沈着 / プライミング効果 / 炭素循環 / 栄養塩 / 地球温暖化 / Q10 / 土壌有機物
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は地球温暖化に伴い実際に土壌空間で生じ得る各種インパクト(段階的な気温上昇、植物由来有機物供給量の増加、窒素沈着量の増加)を包括的に考慮し、“温暖化に伴う真の土壌炭素応答メカニズム”を解明することである。本研究は、気温上昇だけでなく、温暖化に伴い実際に土壌空間で生じ得る各種インパクトを包括的に考慮し、植物栽培を通して大気-植物-土壌の相互作用に基づく“真の土壌炭素温暖化応答メカニズム”を解明するための実験を3年間にわたり行う。

研究成果の概要

温暖化や窒素沈着などの複合的な環境インパクトが土壌炭素分解に及ぼす影響について基礎的知見を得ることを目的に研究を行なった。黒ボク土の場合、温度上昇の影響に負けず劣らず植物バイオマス由来の易分解性炭素(グルコース)の供給が土壌炭素分解に強く影響を及ぼすことが示された。また、土壌炭素の質が大きく異なる黒ボク土と未熟土を用いた実験では温暖化や窒素沈着による複合的なインパクトは黒ボク土でより強く影響することが明らかとなった。この結果は難分解性炭素を多く含む黒ボク土で温度依存性が高まったことに起因していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は将来予測されている温暖化や窒素沈着などの環境変化に対する土壌応答について着目したものである。日本を代表する土壌の一つである黒ボク土を用いた実験では、土壌のみに対し温暖化や窒素沈着の影響を与えた場合に比べ植物の影響も加味するとより多くの二酸化炭素が発生することが明らかとなった。また、微生物によって分解されにくい炭素が多い黒ボク土ではそうでない土壌に比べ上記のような反応性が高いことが明らかとなった。これらの結果は将来予測されている土壌からの二酸化炭素放出量が実際はより多くなる可能性を示すものであり、また、これらの反応は土壌タイプによって異なることを示唆するものである。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The mineralization rate of black carbon in the deep layers of Japanese volcanic ash soil may be easily accelerated by labile carbon supply2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Iimura, Daichi Tanaka, Seiya Nagao, Nobuhide Fujitake, Toshiyuki Ohtsuka
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 66 号: 3 ページ: 415-420

    • DOI

      10.1080/00380768.2020.1753481

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] グルコースおよび無機態窒素の供給と温暖化の複合的インパクトが土壌有機物分解速度に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      飯村康夫・田中大地・高橋花鈴
    • 学会等名
      日本腐植物質学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 温暖化インパクトを包括的に考慮した黒ボク土におけるプライミング効果:地温上昇、グルコースおよび無機態窒素添加の影響2021

    • 著者名/発表者名
      田中大地・飯村康夫
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 森林土壌の炭素収支に対する溶存有機物の寄与:火山灰土壌を例に2021

    • 著者名/発表者名
      久司雅登・飯村康夫
    • 学会等名
      日本腐植物質学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マングローブ土壌の炭素蓄積過程における溶存有機物の寄与:室内モデル実験による評価2021

    • 著者名/発表者名
      芦田あかり・飯村康夫
    • 学会等名
      日本腐植物質学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 埋没黒ボク土層におけるプライミング効果:グルコースおよび無機態窒素添加の影響2020

    • 著者名/発表者名
      飯村康夫・田中大地
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] プライミング効果を考慮した埋没黒ボク土における分解温度依存性:グルコース添加を例に2020

    • 著者名/発表者名
      田中大地・飯村康夫
    • 学会等名
      日本腐植物質学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] Ecological Significance of Troughfall and Stemflow to the Carbon Cycle in Forest Ecosystems (Ed. By Li F, Awaya Y, Kageyama K, Wei Y) River Basin Environment: Evaluation, Management and Conservation2022

    • 著者名/発表者名
      1)Chen S, Cao R, Yoshitake S, Iimura Y, Ohtsuka T
    • 総ページ数
      356
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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