| 研究課題/領域番号 |
20KK0241
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
大橋 瑞江 兵庫県立大学, 環境人間学部, 教授 (30453153)
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| 研究分担者 |
遠藤 いず貴 (井手いず貴) 兵庫県立大学, 環境人間学部, 客員研究員(研究員) (40831194)
西村 裕志 京都大学, 生存圏研究所, 特定准教授 (50553989)
井手 淳一郎 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (70606756)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2024年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 泥炭 / 根滲出物 / 溶存有機物 / 森林管理 / フィンランド / 質量分析 / 森林施業 / DOM / FT-ICR MS / Peat / Priming Effect |
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| 研究開始時の研究の概要 |
北緯66度以北に広がる周極域北方林の土壌には、膨大な量の炭素が数千年に亘って泥炭
(Peat)として蓄積されており、地球温暖化の防止に貢献している。Peatの分解は溶存性の易分解性DOMが土壌微生物活動のプライミング効果を引き起こすことで進行する。北方林におけるPeatの分解をもたらす有機物について分子レベルで明らかにした例は見られない。そこで本研究は、フィンランド北方林のPeatの分解機構と、その結果流出するDOMの変遷を分子レベルで解明する。そのため、超高性能質量分析器FT-ICR MSを用いて泥炭土壌に流入するDOM分子を同定する。
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| 研究実績の概要 |
北緯66度以北に広がる周極域北方林の土壌には、膨大な量の炭素が数千年に亘って泥炭
(Peat)として蓄積されており、地球温暖化の防止に貢献している。Peatの分解は溶存性の易分解性DOMが土壌微生物活動のプライミング効果を引き起こすことで進行する。北方林におけるPeatの分解をもたらす有機物についてその起源を明らかにした例は見られない。そこで本研究は、フィンランド北方林のPeatの分解機構と、その結果流出するDOMの変遷を解明するため、①樹木の地下部から生産される有機物の採取法の検討と、②Peatの分解を計測するための予備実験を実施した。
①については、野外に生育するアカエゾマツ成木の細根からシリンジ法を用いて根滲出物を採取する際の条件検討を行った。その結果、既往研究と同様に，培養で使用する溶液の種類は根滲出物量に影響することが示された。さらに根滲出物量は細根を溶液に浸漬してからの経過時間によって異なることが明らかになった。本実験により、シリンジ法において根滲出物を採取する際，溶液の種類や採取時間によって根滲出物量が影響を受けることから，実験目的に合わせた条件設定が必要であることを示した。
②については、フィンランド北東部の泥炭再生造林地で、ヨーロッパアカマツの根から根の滲出物を2022年夏に採取した。同時に試験地より泥炭土壌を採取し、根の滲出物の添加の有無によるCO2放出量の違いを計測した。その結果、根滲出物の添加により、CO2放出量が有意に増加し、根の滲出物が、泥炭土壌の分解を促進させる効果を持つことが予想された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
(1) 新型コロナが収束に向かい、国内での調査研究や、対面での打ち合わせが実施しやすくなり、そこで日本での条件検討実験を行い、成果をまとめることができた。その結果を踏まえて問題点の洗い出しができたため、今後の研究の方針が固まった。
(2) 海外渡航が可能となった。フィンランドを訪問し、Peatの実験を行うための必要な試験地の選定や、予備実験などを実施することができた。フィンランド側参加者との打ち合わせも行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
以下の4つの方針を立てている。
(1) 根の滲出物に含まれる溶存有機物の分析法を検討する。昨年、採取した根の滲出物に含まれる有機物を、TOC計で全量計測するとともに、質量分析計で分子レベルで特徴づけをする。後者については、今年度は分析に適した前処理の検討や装置のパラメータの検討を行う。
(2) 根の滲出物をもたらす樹木の細根形態評価を行い、泥炭分解との関係を統計解析する。具体的には、根の太さ、表面積、分岐頻度などをデータ化し、得られた滲出物の量との関係を明らかにする。
(3) 根の滲出物と泥炭との関係について、関連する先行研究を詳細に調べることで、泥炭の分解過程について、本研究で解明されたことを明確にする。また泥炭再生造林の情報を収集し、造林作業が泥炭にもたらす影響を考察する。
(4) 樹木の生理活性と根の滲出物との関係について明らかにするための実験計画を作成する。
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