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頻発する短時間強雨に対する湿地生態系の応答:突発的メタン放出の定量評価

研究課題

研究課題/領域番号 21H03576
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
研究機関京都大学

研究代表者

高橋 けんし  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (10303596)

研究分担者 東 若菜  神戸大学, 農学研究科, 助教 (20780761)
坂部 綾香  京都大学, 農学研究科, 助教 (40757936)
伊藤 雅之  兵庫県立大学, 環境人間学部, 准教授 (70456820)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワードメタン / 湿地生態系 / フラックス / 短時間強雨 / レーザー計測 / メタンガス / 湿地 / 樹木 / 土壌
研究開始時の研究の概要

湿地生態系は大気中に放出されるCH4総量の約1/3を占める、自然起源としては最大の発生源であるとされている。本研究では、近年、その発生頻度が増加傾向にあるとみられている短時間強雨イベントが、湿地生態系からの突発的なCH4放出を誘発する現象に注目し、①CH4放出量の定量的な評価法の確立、②土壌環境および植物生態に着目した発生メカニズムの解明、を行うことを目指す。レーザー吸収法による放出量のin-situなリアルタイム計測と、培養実験や樹液流計測を研究手法の軸とし、異なる専門分野の研究者どおしが連携して研究を推進する。

研究成果の概要

本研究では、湿地性樹木の一つであるハンノキからのメタン放出の季節性および日周変動特性を半導体レーザー分光法と自動開閉チャンバーを組み合わせたシステムで計測した。観測されたフラックスと樹液流速との比較、細根組織の顕微鏡観察を通して、樹体内部のメタン輸送メカニズムを明らかにした。さらに、CH4フラックスの連続データを詳しく解析したところ、大雨によってハンノキからのCH4放出量が過渡的に増大する現象を見出した。湿地生態系からのCH4放出が年サイクルレベルでの気候値のみで決定されるのではなく、短時間強雨などの極端な気象現象にも大きく影響を受けることを定量的に示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

メタンガスは二酸化炭素に次ぐ放射強制力を持つ重要な温室効果気体である.最近見つかったメタン発生源としての湿地性樹木に着目し,放出量を定量化するレーザー計測技術を開発するとともに,放出量の季節変動や気象要素に対する応答を明らかにした.大気中のメタンガス収支の精緻化に貢献する重要な成果である.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Insights into the mechanism of diurnal variations in methane emission from the stem surfaces of <i>Alnus japonica</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kenshi、Sakabe Ayaka、Azuma Wakana A.、Itoh Masayuki、Imai Tomoya、Matsumura Yasuki、Tateishi Makiko、Kosugi Yoshiko
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 235 号: 5 ページ: 1757-1766

    • DOI

      10.1111/nph.18283

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aerial (+)-borneol modulates root morphology, auxin signalling and meristematic activity in Arabidopsis roots2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kyohei、Uefune Masayoshi、Fukaki Hidehiro、Yamauchi Yasuo、Hara-Nishimura Ikuko、Ozawa Rika、Matsui Kenji、Sugimoto Koichi、Okada Kazunori、Imai Ryozo、Takahashi Kenshi、Enami Shinichi、Wurst Rene、Takabayashi Junji
    • 雑誌名

      Biology Letters

      巻: 18 号: 5 ページ: 20210629-20210629

    • DOI

      10.1098/rsbl.2021.0629

    • 関連する報告書
      2021 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] Vertical profiles of methane concentration above and within the canopy of a temperate Japanese cypress forest2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kenshi、Sakabe Ayaka、Kanazawa Akito、Kosugi Yoshiko
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment: X

      巻: 12 ページ: 100143-100143

    • DOI

      10.1016/j.aeaoa.2021.100143

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling Factors of Seasonal Variation of Stem Methane Emissions From Alnus japonica in a Riparian Wetland of a Temperate Forest2021

    • 著者名/発表者名
      Sakabe Ayaka、Takahashi Kenshi、Azuma Wakana、Itoh Masayuki、Tateishi Makiko、Kosugi Yoshiko
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Biogeosciences

      巻: 126 号: 10

    • DOI

      10.1029/2021jg006326

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Seasonal and daily variation of methane emissions from the stem surfaces of Alnus japonica2023

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, A. Sakabe, W. Azuma, M. Itoh, T. Imai, Y. Kosugi
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大阪府堺市を対象とした都市域における NO2 フラックスの時空間変動2023

    • 著者名/発表者名
      岡村沙南,植山雅仁,高橋けんし
    • 学会等名
      日本農業気象学会 近畿支部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Temporal and spatial variations of nitrogen dioxide fluxes by eddy covariance method in an urban center, Sakai, Japan.2023

    • 著者名/発表者名
      S. Okamura, M. Ueyama, K. Takahashi
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 湿地性樹木の樹幹からのメタン放出について-最近の動向および我々の研究-2023

    • 著者名/発表者名
      高橋 けんし, 坂部 綾香,東 若菜,伊藤 雅之,今井 友也, 松村 康生,立石 麻紀子, 小杉 緑子
    • 学会等名
      日本農業気象学会2023年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Methane emission from the stem surfaces of Alnus japonica2022

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Takahashi, Ayaka Sakabe, Wakana A. Azuma, Masayuki Itoh, Tomoya Imai, Yasuki Matsumura, Makiko Tateishi, Yoshiko Kosugi
    • 学会等名
      iLEAPS Japan meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atmospheric chemistry studies in forest and urban environments by applying laser spectroscopy techniques2021

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi
    • 学会等名
      the 1st International Conference of Lignocellulose (ICON-LIG) in conjunction with the 10th International Symposium for Sustainable Humanosphere (ISSH)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 根っこのふしぎな世界 くらしと根っこはつながっている? 第3巻2023

    • 著者名/発表者名
      中野明正、平野恭弘
    • 総ページ数
      47
    • 出版者
      文研出版
    • ISBN
      4580825993
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 京都大学生存圏研究所 大気圏環境情報分野

    • URL

      https://sites.google.com/view/rish-laeia/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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