森林植物中の天然同位体トレーサーを用いた窒素同化過程の新解析法の開発

• 研究課題/領域番号: 25660112
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 森林科学
• 研究機関: 名古屋大学 (2014); 北海道大学 (2013)
• 研究代表者: 中川 書子 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (70360899)
• 連携研究者: 柴田 英昭 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70281798) ; 蔵治 光一郎 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (90282566) ; 小松 大祐 東海大学, 海洋学部, 講師 (70422011)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 硝酸 / 三酸素同位体組成 / 植物 / 窒素同化 / 降水 / 土壌水 / 窒素栄養

研究成果の概要

本研究では、硝酸の天然同位体トレーサーを用いて森林生態系の窒素循環像を解明することを試みた。自然環境下の植物の個体内に含まれる硝酸の窒素・三酸素同位体組成の定量法を開発し、植物に同化される硝酸の供給源同定を試みた。植物試料は、マツ、ナラ、セコイア、スギといった木本類、ササといった草本類、コケ・地衣類など様々な植物種について分析を行ったところ、ササやコケ類中の硝酸は高い三酸素同位体組成を持ち、半分近くが大気由来の硝酸であることが分かった。木本類についても、大気由来の硝酸が含まれていることが確認された。また、同じトレーサーを使って、森林生態系全体の大気硝酸利用効率の評価にも応用した。

研究成果

• [雑誌論文] Quantifying the effects of clear-cutting and strip-cutting on nitrate dynamics in a forested watershed using triple oxygen isotopes as tracers (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai, U., Komatsu, D. D., Ohyama, T., Suzuki, A., Nakagawa, F., Noguchi, I., Takagi, K., Nomura, M., Fukuzawa, K., and Shibata, H.
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 11 号: 19 ページ: 5411-5424
  • DOI: 10.5194/bg-11-5411-2014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 同位体環境科学 —第3講 安定同位体比によるプロセス解析— (2014)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤, 中川 書子
  • 雑誌名: 大気環境学会誌 巻: 49 号: 5 ページ: A63-A72
  • DOI: 10.11298/taiki.49.A63
  • NAID: 130004871464
  • ISSN: 1341-4178, 2185-4335
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tracing atmospheric nitrate in groundwater using triple oxygen isotopes: Evaluation based on bottled drinking water. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, F., A. Suzuki, S. Daita, T. Ohyama, D.D. Komatsu and U. Tsunogai
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 10 号: 6 ページ: 3547-3558
  • DOI: 10.5194/bg-10-3547-2013
  • 査読あり
• [学会発表] 植生の違いが表層土壌浸透水の溶存窒素動態に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上貴央, 角皆潤, 中川書子, 山下洋平, 吉田俊也, 福澤加里部, 柴田英昭
  • 学会等名: 日本森林学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 植物中の天然同位体トレーサーを用いた窒素同化過程の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川 書子, 岡田駿, 鈴木敦之, 小松大祐, 角皆 潤, 柴田英昭, 福澤加里部
  • 学会等名: 質量分析学会同位体比部会
  • 発表場所: 筑波山温泉旅館一望
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
• [学会発表] 軽元素安定同位体比指標の弱点とその克服に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤, 中川 書子
  • 学会等名: 質量分析学会同位体比部会
  • 発表場所: 筑波山温泉旅館一望
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] 硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いたNOxの光化学反応過程の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中根 令以, 大山 拓也, 中川 書子, 角皆 潤, 野口 泉, 山口 高志
  • 学会等名: 大気化学討論会
  • 発表場所: 府中グリーンプラザ本館
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-29
• [学会発表] 富栄養化湖沼における窒素循環速度の定量：硝酸の天然同位体トレーサーを用いた解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川 書子, 大山 拓也, 角皆 潤, 小松 大祐, 梅田 信
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] 硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いた中栄養湖沼における窒素循環解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮内 貴規, 大山 拓也, 角皆 潤, 中川 書子, 小松 大祐
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] 都市域における乾性沈着 HNO3 の起源について
  • 著者名/発表者名: 大山 拓也, 角皆 潤, 小松 大祐, 中川 書子, 野口 泉
  • 学会等名: 2013年度日本地球化学会第60回年会
  • 発表場所: 筑波大学，つくば市
• [学会発表] 貧栄養・中栄養湖沼における大気沈着由来の硝酸の混合比
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤, 宮内 貴規, 大山 拓也, 小松 大祐, 蓼沼 雪衣, 中川 書子, 梅田 信, 田中 敦
  • 学会等名: 第19回大気化学討論会
  • 発表場所: 和倉温泉のと楽，石川県
• [学会発表] 湧水系の溶存酸素の三酸素同位体組成：なぜ富士山湧水系は酸素に富んでいるのか？
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤, 南 翔, 佐久間 博基, 大山 拓也, 小松 大祐, 中川 書子, 加藤 憲二
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場，千葉県
  • 招待講演
• [備考] 名古屋大学 生物地球化学グループ
  • URL: http://biogeochem.env.nagoya-u.ac.jp/