| 研究課題/領域番号 |
21H03580
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分63010:環境動態解析関連
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| 研究機関 | 東京大学 (2023)
国立研究開発法人国立環境研究所 (2021-2022) |
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研究代表者 |
伊藤 昭彦 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70344273)
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| 研究分担者 |
和穎 朗太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (80456748)
橋本 昌司 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 (90414490)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | 炭素固定 / 気候変動 / プロセスモデル / 土壌有機物分解 / 土壌鉱物 / 地球温暖化 / 炭素循環 / 土壌呼吸 / 生物地球化学 / 生態系モデル / 物質循環モデル / 土壌有機物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
土壌炭素の地理分布や変動環境への応答をより高精度で推定するため、陸域炭素循環モデルのうち、鍵となるパラメータであるターンオーバー速度の決定機構と定式化に関する研究を実施する。土壌有機物の形成過程や環境条件に基づいて炭素のプールとフローの構造を最適化し、統計的手法により環境応答関数を選択してターンオーバー速度を決定する。観測データを用いて土壌炭素プールの地理分布や同位体比のモデルによる再現性を検証する。将来の気候変動シナリオを用いて、土壌炭素ターンオーバー速度の高精度化が陸域炭素収支の予測にもたらす効能を分析する。
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| 研究実績の概要 |
陸域生態系モデルVISIT（Vegetation Integrated SImulator for Trace gases）における土壌炭素プールのターンオーバー速度を高度化するためのモデル開発を進めた。土壌呼吸データを用いたモデル検証を行うため、全球スケールのシミュレーションを予備的に実施したところ、2020年について78.6 Pg C / yrと推定された。その時点での土壌炭素量は1276 Pg Cと推定された。この量は既存のデータセットやモデル推定と比較して妥当な範囲にあると考えられる。平均的なターンオーバー時間（炭素貯留量/従属栄養呼吸速度より推定）は22.4年であったが、計算を開始した1701年時点と比較して約3年早くなっており、気候変動などの影響によって土壌炭素プールのターンオーバーが加速されていることが示唆された。しかし、土壌中で有機炭素は鉄・アルミニウム酸化物などの鉱物質と結合して安定化することがターンオーバー速度に強い影響を与えることが示唆されており、それをモデルに導入して推定精度を向上させるための方策を検討した。またその要因を全球モデルに導入する場合、土壌中の鉄・アルミニウム分布に関するデータセットが必須となるため、使用可能なデータセットを探索した。土壌炭素プールに影響を与えると考えられる別の要因の１つである土壌微生物についても検討を進め、他の研究グループで開発されているモデルでの取り扱いについてサーベイした。土壌中に分布する多様な微生物を機能別に類型化し、環境や気質に応じたそれらの動態を取り入れることで、ターンオーバー速度の時間的な推移を表現することが可能になると考えられた。
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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
新型コロナ感染症蔓延の影響で、野外実験の一部が実施できなかったが、その分、モデル開発と土壌呼吸データを用いたモデル検証に注力して進展を得た。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの作業で土壌炭素循環をシミュレートするモデルの特性把握、基礎的データセットの収集、モデル検証の方策検討、主要な影響要因の絞り込みを行った。今後はそれらの要因をモデルに統合的に取り入れるための作業を進め、最終的なモデル検証を実施する。
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