海岸砂丘における海浜植物種別および群落スケールのCO2フラックス特性の解明

• 研究課題/領域番号: 22K12346
• 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: 鳥取大学
• 研究代表者: 寺本 宗正 鳥取大学, 乾燥地研究センター, テニュアトラック助教 (10761041)
• 研究分担者: 梁 乃申 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, シニア研究員 (50391173) ; 高橋 善幸 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 室長 (40280713) ; 伊藤 健彦 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部 エネルギー・環境・地質研究所, 研究職員 (50403374)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 多年生草本 / 炭素収支 / チャンバー / 海岸砂丘 / 乾燥ストレス / 季節変動 / 光合成 / 生態系呼吸 / チャンバー法 / 炭素循環 / 成帯構造 / 土壌呼吸 / 海浜植生 / 二酸化炭素

研究開始時の研究の概要

海岸砂丘は海浜植物が自生する貴重な生態系であるが、後背地の開発や海岸侵食等の影響から面積が減少し、保全が必要な対象となっている。近年では温室効果ガスの吸排出の面からも海浜植生および海岸砂丘生態系を評価することで社会的価値を高め、保全を推進しようとする動きがある。しかし、その最も直接的な評価指標の一つとなる、二酸化炭素収支（CO2フラックス）に関する観測データは欠如しており、検討が不十分である。そこで本研究では、海浜植物種毎のCO2フラックス特性を明らかにすると共に、ドローン観測から植生分布と活性を把握し、CO2フラックスデータをスケールアップすることで、海浜植物群落全体のCO2収支を評価する。

研究実績の概要

2023年度は、7月から各海浜植物群落（コウボウムギ、ハマゴウ、ケカモノハシ、カワラヨモギ）において、土壌から排出される二酸化炭素（土壌呼吸速度）および海浜植物を含んだ二酸化炭素の吸収および排出（CO2フラックス）を、月に1回携帯型の自動開閉チャンバーシステムで測定した。2022年度における各群落の調査区は、2022年7月に植物の刈り取りを行ったため、2023年度はその近傍に新たな調査区を設けて測定を行った。測定は2022年度における測定同様、快晴時無遮光でCO2交換速度を測定後、徐々に遮光布を重ねてCO2交換速度を測定し、最後は暗幕を用いて完全遮光下で生態系呼吸速度を測定した。カワラヨモギは冬季（12月から2月）も白緑色の葉を残しており、快晴時に二酸化炭素の吸収（光合成能）が見られた。2022年度までは冬季の測定を実施していなかったが、カワラヨモギに関しては冬季の光合成能も炭素収支という観点において重要な生理機能であるものと考えられた。一方で、カワラヨモギ以外の海浜植物3種に関しては、冬季は地上部がほぼ全て褐色に変色するか（コウボウムギ、ケカモノハシ）、落葉したため（ハマゴウ）、生態系呼吸のみを測定した。
二酸化炭素フラックスの測定に加え、2023年7月から、マルチスペクトルカメラを搭載したドローンを用いて、調査区全体の植生状況に関する観測を定期的に実施した（月1回）。2024年度には、ドローン観測から得られた情報と、CO2フラックスの関係性に関して解析を進める予定である。

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

二酸化炭素の吸収と排出に関する測定を再開し、2023年度は継続することができた。また、マルチスペクトルカメラを搭載したドローンを用いて、定期的な植生観測を実施することができた。

今後の研究の推進方策

2024年度は、2023年度に再開した二酸化炭素の吸収や排出（CO2フラックス）に関する観測およびドローンによる植生観測を秋まで継続するとともに、ドローン観測から得られた植生情報とCO2フラックスの関係性に関する解析を進める。また、2024年度までに得られた複数年分のCO2フラックスの季節変動に関する結果を取りまとめ、論文として出版することを目指す。