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亜熱帯中国に生起した「アジア型」酸性化の実態解明:生物・微生物相の変容とその機構

研究課題

研究課題/領域番号 21310008
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境動態解析
研究機関東京農工大学

研究代表者

楊 宗興  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (50260526)

研究分担者 渡邉 泉  東京農工大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (30302912)
木庭 啓介  東京農工大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (90311745)
妹尾 啓史  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (40206652)
大塚 重人  東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (10313074)
横尾 頼子  同志社大学, 理工学部, 講師 (00334045)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2011年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2010年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2009年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード酸性化 / 陸域生態系 / 亜熱帯 / 中国 / 窒素 / 微生物相 / 水生昆虫 / 重金属
研究概要

アジア型の酸性化によるこれまで知られていない生物影響を明らかにするため、本年度は大気沈着負荷の少ないコントロール地域として中国海南省の森林集水域を新たに選定し、現地調査を行った。前年までの、著しく酸性化した森林集水域を含むいくつかの地域の試料とともに、渓流水水質、土壌化学性、植物、土壌動物、水生昆虫等の化学分析を行い、生物調査の結果を合わせて、酸性化影響について考察を行った。
その結果、最も酸性化が著しい地域(Dinghushan)では、酸性化により土壌中の化学成分が大幅に変化し、その結果として、生物に成長阻害やバイオマスの減少、多様性の減少などの影響が発現している可能性が示唆された。
DHSでは、塩基性カチオンの濃度が低く、AlやMnといった重金属類の濃度が高かった。土壌水や土壌交換サイトでAlが卓越し、他元素の生物利用性が低下している状況にあった。DHSの植物は、可視障害は見られなかったものの、Al濃度やCu濃度の高さ、またCa/Alの低さは、成長阻害が生じておかしくないレベルであった。酸性度の異なる森林を比較した結果、酸性度の上昇に従って生物体Al濃度が上昇する植物種も見出されたことから、一部の植物には少なくとも近い将来に成長阻害が生ずる可能性が示された。土壌動物は、酸性化の著しいDHSにおいて、生息密度ならびに多様性指数が他の森林より大幅に低いことが判明した。今後の酸性度の上昇に伴って、土壌動物のバイオマスや多様性はさらに減少する可能性が高い。一方、渓流の水生昆虫は、カゲロウ目とトビケラ目はpHが高い地域の渓流で多量に採取されたのに対し、pHが低いDHSの渓流では、全く採取されなかった。カゲロウ目とトビケラ目の体内Al濃度はコントロール地域でも他種より一桁高く、Al取り込みに対する防御が弱いために、酸性化したDHSでは消滅した状況に至ったいると解釈される。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (16件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Nitrogen deposition and forest nitrogen cycling along an urban-rural transect in southern China2011

    • 著者名/発表者名
      Yunting Fang, Muneoki Yoh, Keisuke Koba, Weixing Zhu, Yu Takebayashi, Yihua Xiao, Chunyi Lei, Jiangming Mo, Wei Zhang, Xiankai Lu
    • 雑誌名

      Global Change Biology

      巻: 17 ページ: 872-885

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical techniques for quantifying ^<15>N/^<14>N of nitrate, nitrite, total dissolved nitrogen and ammonium in environmental samples using a gas chromatography equipnod with a auadrunole mass svectrometer2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Isobe, Yuichi Suwa, Junko Ikutani, Megumi Kuroiwa, Tomoko Makita, Yu Takebayashi, Muneoki Yoh, Shigeto Otsuka, Keishi Senoo, Masayuki Ohmori, Keisuke Koba
    • 雑誌名

      Microbes, Environments

      巻: 26 ページ: 46-53

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atmospheric deposition and leaching of nitrogen in Chinese forest ecosystems2011

    • 著者名/発表者名
      Yunting Fang, Per Gundersen, Rolf D.Vogt, Keisuke Koba, Fusheng Chen, Xiyun Chen, Muneoki Yoh
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 印刷中

    • NAID

      10030335252

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anthropogenic imprints on nitrogen and oxygen isotopic composition of precipitation nitrate in a nitrogen-polluted city in southern China2011

    • 著者名/発表者名
      Y.T.Fang, K.Koba, X.M.Wang, D.Z.Wen, J.Li, Y.Takebayashi, X.Y.Liu, M.Yoh
    • 雑誌名

      Atmos.Chem.Phys.

      巻: 11 ページ: 1313-1325

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The natural abundance of ^<15>N in plant and soil-available N indicates a shift of main plant N resources to NO_3 from NH_4^+ along the N leaching gradient2010

    • 著者名/発表者名
      Yu Takebayashi, Keisuke Koba, Yuji Sasaki, Yunting Fang, Muneoki Yoh
    • 雑誌名

      Rapid Commun.Mass Spectrom.

      巻: 24 ページ: 1001-1008

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] δ 15N of soil N and plants in a N-saturated, subtropical forest of southern China2010

    • 著者名/発表者名
      K.Koba, K.Isobe, Y.Takebayashi, Y.T.Fang, Y.Sasaki, W.Saito, M.Yoh, J.Mo, L.Liu, X.Lu, T.Zhang, W.Zhang, K.Senoo
    • 雑誌名

      Rapid Commun.Mass Spectrom.

      巻: 24 ページ: 1001-1008

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 中国亜熱帯地域の酸性化環境における金属元素の挙動と酸性化が森林生態系にもたらす影響の評価2010

    • 著者名/発表者名
      斉藤亘・Yunting Fang・Jiangming Mo・吉村真由美・楊宗興
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Partition stream water nitrate sources in a nitrogen-saturated tropical forest in southern China, usine nitrate isotope2010

    • 著者名/発表者名
      Yunting Fang, Keisuke KOBA, Muneoki YOH, Guoyi ZHOU, Deqiang Zhang
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 窒素飽和森林土壌における窒素飽態と古細菌2010

    • 著者名/発表者名
      磯部一夫・幾谷純子・諏訪裕一・竹林佑・楊宗興・Yunting Fang・Jiang ming Mo・妹尾啓史・大塚重人・木庭啓介
    • 学会等名
      森林学会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-04-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 安定同位体を用いた植生の吸収窒素形態と土壌窒素組成の関係2010

    • 著者名/発表者名
      竹林佑・木庭啓介・佐々木雄治・方運霆・楊宗興
    • 学会等名
      森林学会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-04-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] IMPACTS OF ATOMOSPHERIC NITROGEN DEPOSI TION ON NITROGEN TRANSFORMATION RATES AND STRUCTURE OF NITRIFYING POPULATION IN FOREST SOIL IN SOUTHERN CHINA2010

    • 著者名/発表者名
      Isobe, K., J.Ikutani, Y.Suwa, Y.Takebayashi, M.Yoh, Y.Fang, J.Mo, K.Senoo, S.Otsuka, K.Koba
    • 学会等名
      13th International Symposium on Microbial Ecology
    • 発表場所
      Seattle
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Peculiar low isotopic signatures of nitrogen deposition and monkey hair in an alpine region2010

    • 著者名/発表者名
      Yoh, M, Nakashita, R, Kitazawa Y, Miyama K, Miyamoto S, Koba, K., Izumiyama S
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Applications of Stable Isotope Techniques to Ecoloeical Studies
    • 発表場所
      Alaska, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 大気沈着物によって引き起こされた亜熱帯中国における著しい酸性化と水生昆虫体内金属元素濃度への影響2010

    • 著者名/発表者名
      李可・楊宗興・Yunting EANG・斉藤亘、莫江明、福原晴夫、吉村真由美、童暁立
    • 学会等名
      日本陸水学会
    • 発表場所
      弘前
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Loading of atmospheric 15N-depleted nitrogen in remote sites : An unrecognized possible factor affecting nitrogen isotonic sienatures in some ecosystems2010

    • 著者名/発表者名
      Yoh, Muneoki *, Hitoshi Kurata, Akihiko Naemura, Yoko Kitazawa, Susumu Miyamoto, Akiko Sakai, Rumiko Nakashita, Keisuke Koba
    • 学会等名
      International Symposium on Isotope Ecology 2010
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Preferences for different nitrogen forms by plant species elucidated by 15N natural abundance2010

    • 著者名/発表者名
      Yu Takebayashi*, Keisuke Koba, Azusa Hokari, Asami Nakanishi, Yoshiyuki Inagaki, Muneoki Yoh
    • 学会等名
      International Symposium on Isotope Ecology 2010
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nitrogen isotope composition of stream nitrate from the forested catchments along a nitrate gradient in west ern Tokyo, Japan2010

    • 著者名/発表者名
      Yunting Fang*, Keisuke Koba, Kayo Matsushita, Yu Takebayashi, Muneoki Yoh
    • 学会等名
      International Symposium on Isotope Ecology 2010
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 東アジアにおける窒素沈着負荷の環境影響と将来-中国亜熱帯に始まった著しい生態系酸性化2010

    • 著者名/発表者名
      楊宗興
    • 学会等名
      生物地球化学研究会
    • 発表場所
      松江
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 窒素飽和森林土壌における窒素動態と古細菌2010

    • 著者名/発表者名
      磯部一夫・幾谷純子・諏訪裕一・竹林佑・楊宗興・Yunting Fang・Jiangming Mo・妹尾啓史・大塚重人・木庭啓介
    • 学会等名
      森林学会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal variations in N and O isotopes of nitrate in rain from Guangzhou, south China : constraining nitrate sources and form pathways2009

    • 著者名/発表者名
      Fang Y.T., Koba K., Li J., Takebayashi Y., Mo J.M., Zhou G.Y., Yoh M.
    • 学会等名
      Regional Scientific Workshop on Acid Deposition in East Asia 2009
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2009-10-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 東アジアにおける窒素沈着負荷の環境影響と将来-中国亜熱帯に始まった著しい生態系酸性化2009

    • 著者名/発表者名
      楊宗興
    • 学会等名
      環境科学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 湿潤熱帯域で知られる土壌の"酸性"とanthropogenicな生態系酸性化2009

    • 著者名/発表者名
      楊宗興・磯貝ゆりか・Yunting Fang・Jiangming Mo
    • 学会等名
      地球化学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Nitrogen dynamics and microbial communities in subtropical forest soil in China : Developments of analytical approaches of inorganic nitrogen dynamics in soil with stable isotope2009

    • 著者名/発表者名
      K.Isobe, K.Koba, J.Ikutani, Y.Suwa, M.Yoh, Y.Fang, J.Mo, S.Otsuka, K.Senoo
    • 学会等名
      微生物生態学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Nitrogen isotopic analysis of dissolved inorganic and organic nitrogen in soilextracts.in Earth, Life, and Isotopes2010

    • 著者名/発表者名
      Koba, K., Inagaki, K., Sasaki, Y., Takebayashi, Y., Yoh M.
    • 総ページ数
      430
    • 出版者
      Kyoto University Press
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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