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東ユーラシア域を網羅する土壌炭素放出の温暖化影響とフィードバック効果に関する研究

公募研究

研究領域デジタルバイオスフェア:地球環境を守るための統合生物圏科学
研究課題/領域番号 22H05734
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅳ)
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2023年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2022年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード土壌呼吸 / 温暖化操作実験 / 土壌微生物 / 土壌放射性炭素(14C) / 広域評価 / 地球温暖化 / 森林生態系 / 土壌有機炭素分解 / 自動開閉チャンバー / 広域推定
研究開始時の研究の概要

森林土壌に蓄積した膨大な有機炭素の動態に及ぼす気候変動の影響とそのメカニズムを解明するために、代表申請者は独自に構築した土壌を中心とした陸域生態系における温暖化効果ガスフラックスに関する「世界最大規模のチャンバー観測ネットワーク」を活用し、日本を中心に東ユーラシア地域を網羅する代表的な森林生態系における温暖化操作実験及び降雨操作実験を実施する。また、そこから得られた土壌有機炭素分解速度に関する連続観測データに基づき、広域推定及び将来予測を行う。

研究実績の概要

陸域の土壌に蓄積した膨大な有機炭素の動態に及ぼす気候変動の影響とそのメカニズムを解明するために、独自に構築した「世界最大規模の自動開閉チャンバー観測ネットワーク」を活用し、日本を中心に東ユーラシア地域を網羅する代表的な森林生態系における温暖化操作実験を継続しながら観測データに基づき、各サイトにおける土壌CO2フラックスの時空間変動や温暖化に対する応答メカニズムを解析した。また、独自に構築したデータベース及び衛星リモートセンシングデータを活用し、機械学習モデルを用いて日本を含む東ユーラシア地域の陸域生態系におけるCO2フラックスの広域評価を行った。
その結果、(1) 土壌有機物の分解によって、土壌からは膨大な量のCO2が放出され、温度上昇に伴って放出量が大きく増加した傾向を見られた。(2) 既往の欧米における温暖化操作実験の結果に比較すると、湿潤かつ土壌有機物蓄積量が多い東ユーラシア地域の森林では、土壌からのCO2排出は温暖化に伴う増加が長期間に渡って維持されることなどが示された。(3) 得られた観測データに基づき、温暖化によって2100年までに全世界の約40%の土壌有機炭素が分解され、大気中のCO2濃度が現在よりも約150ppm増加すること示唆された。(4) 独自に構築したデータベースや衛星観測データを活用し、機械学習モデルを用いて東ユーラシア地域における森林土壌CO2フラックス変動の広域評価を可能にした。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 中国科学院(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Hong Kong Chinese University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] マレーシア森林研究所(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] 中国科学院(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Hong Kong Chinese University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] マレーシア森林研究所(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Divergent accumulation of amino sugars and lignins mediated by soil functional carbon pools under tropical forest conversion2023

    • 著者名/発表者名
      Li Tengteng、Cheng Hao、Li Yue、Mou Zhijian、Zhu Xiaomin、Wu Wenjia、Zhang Jing、Kuang Luhui、Wang Jun、Hui Dafeng、Lambers Hans、Sardans Jordi、Pe?uelas Josep、Ren Hai、Mohti Azian Binti、Liang Naishen、Liu Zhanfeng
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 881 ページ: 163204-163204

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2023.163204

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatiotemporal variation in soil methane uptake in a cool-temperate immature deciduous forest2023

    • 著者名/発表者名
      Hu Rui、Hirano Takashi、Sakaguchi Kaho、Yamashita Syunpei、Cui Rui、Sun Lifei、Liang Naishen
    • 雑誌名

      Soil Biology and Biochemistry

      巻: 184 ページ: 109094-109094

    • DOI

      10.1016/j.soilbio.2023.109094

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Responses of aboveground litterfall respiration to unexpected snowfall events in Ailao subtropical forests in Southwest China2023

    • 著者名/発表者名
      Phyo Zayar、Zhou Wenjun、Song Qinghai、Wu Chuansheng、Liang Naishen、Yi Yanyun、Chen Lijuan、Zeeshan Mohd、Myo Sai Tay Zar、Lu Zhiyun、Sha Liqing、Zhang Yiping
    • 雑誌名

      Applied Soil Ecology

      巻: 181 ページ: 104668-104668

    • DOI

      10.1016/j.apsoil.2022.104668

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Carbon fluxes and soil carbon dynamics along a gradient of biogeomorphic succession in alpine wetlands of Tibetan Plateau2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Hao、Yu Lingfei、Chen Litong、Zhang Zhenhua、Li Xuefei、Liang Naishen、Peng Changhui、He Jin-Sheng
    • 雑誌名

      Fundamental Research

      巻: 3 号: 2 ページ: 151-159

    • DOI

      10.1016/j.fmre.2022.09.024

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial variation in soil respiration rate is controlled by the content of particulate organic materials in the volcanic ash soil under a Cryptomeria japonica plantation2022

    • 著者名/発表者名
      Abe Yukiko、Liang Naishen、Teramoto Munemasa、Koarashi Jun、Atarashi-Andoh Mariko、Hashimoto Shoji、Tange Takeshi
    • 雑誌名

      Geoderma Regional

      巻: 29 ページ: e00529-e00529

    • DOI

      10.1016/j.geodrs.2022.e00529

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Abiotic and biotic factors controlling the dynamics of soil respiration in a coastal dune ecosystem in western Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Teramoto Munemasa、Hamamoto Toru、Liang Naishen、Taniguchi Takeshi、Ito Takehiko Y.、Hu Richa、Yamanaka Norikazu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 14320-14320

    • DOI

      10.1038/s41598-022-17787-8

    • 関連する報告書
      2022 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] Ten years of warming increased plant-derived carbon accumulation in an East Asian monsoon forest2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang, J., Kuang, L., Mou, Z., Kondo, T., Koarashi, J., Atarashi-Andoh, M., Li, Y., Tang, X., Wang, Y., Penuelas, J., Sardans, J., Hui, D., Lambers, H., Wu, W., Kaal, J., Li, J., Liang, N., Liu, Z.
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: 481 号: 1-2 ページ: 349-365

    • DOI

      10.1007/s11104-022-05642-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] The response of heterotrophic CO2 flux to estimation of long-term soil warming in a cool-temperate foreseted peatland2024

    • 著者名/発表者名
      Ma R., Takagi K., Hirano T., Sun Lifei, Liang N., Takahashi Y., Teramoto M., Kondo T., Koarashi J., Atarashi-Ando M., Ishida S., Takagi M., Ichii K.
    • 学会等名
      日本農業気象学会 2024年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 土壌観測データの統合解析による土壌CO2収支の解明2024

    • 著者名/発表者名
      山貫緋称, 市井和仁, 山本雄平, 寺本宗正, SUN Lifei, 小嵐淳, 安藤麻里子, 永野博彦, 平野高司, 高木健太郎, 石田祐宣, 高木正博, 近藤俊明, 高橋善幸, 梁乃申
    • 学会等名
      日本農業気象学会2024年全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Effects of soil properties in estimating soil respiration and methane absorption2023

    • 著者名/発表者名
      山貫緋称, 市井和仁, 山本雄平, 寺本宗正, SUN Lifei, 小嵐淳, 安藤麻里子, 永野博彦, 平野高司, 高木健太郎, 石田祐宣, 高木正博, 近藤俊明, 高橋善幸, 梁乃申
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Elucidation of soil CO2/CH4 budget by integrated analysis of soil observation data2023

    • 著者名/発表者名
      Yamanuki H., Ichii K., Yamamoto Y., Teramoto M., Sun Lifei, Koarashi J., Atarashi-Ando M., Nagano H., Hirano T., Takagi K., Ishida S., Takagi M., Kondo T., Takahashi Y., Liang N.
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Large CH4 Uptake Potential of Monsoon Forest Soils2023

    • 著者名/発表者名
      Liang N., Zhang Y., Hirano T., Takagi K., Lai D.Y.F., Chiang P-N., Ishida S., Kondo T., Teramoto M., Takagi M., Koarashi J., Ando M., Sun Lifei, Zeng J., Takahashi Y., Ichii K., Mohti A.
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Soil Warming effect of the soil CO2 and CH4 fluxes in a cool-temperate forested peatland after 13-year continuous warming2023

    • 著者名/発表者名
      Ma R., Takagi K., Hirano T., Sun Lifei, Liang N., Takahashi Y., Teramoto M., Kondo T., Koarashi J., Atarashi-Ando M., Ishida S., Takagi M., Ichii K.
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Effects of fine roots existence on soil methane uptake2023

    • 著者名/発表者名
      Hu R., Hirano T., Sakaguchi K., Sun Lifei, Liang N.
    • 学会等名
      International Symposium on Agricultural Meteorology 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Controls On Soil Methane Flux Measured With an Automated Chamber System2022

    • 著者名/発表者名
      Hu R.,Hirano T.,Sakaguchi K.,Yamashita S.,Cui R.,Sun Lifei, Liang N.
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Impacts of experiment warming on soil CO2 emissions and CH4 uptake in Japanese forests2022

    • 著者名/発表者名
      Sun Lifei, Liang N., Takagi K., Ishida S., Takagi M., Teramoto M., Kondo T., Koarashi J., Atarashi-Andoh M.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Factors of spatial variation in soil CH4 uptake rate in forests in Western Honshu2022

    • 著者名/発表者名
      Teramoto M., Liang N., Sun Lifei, Kondo T., Koarashi J., Atarashi-Andoh M., Takagi M., Yamanaka N., Hirano T., Takagi K., Ishida S., Ichii K., Takahashi Y., Hu R.
    • 学会等名
      Japan Genscience Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Separation of soil respiration into its components and analysis of spatiotemporal variability using Random Forest in Japanese northern forests2022

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi K., Hirano T., Cui R., Sun Lifei, Liang N.
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Driven of Tempo-Spatial Variations of Forest Soil Methane Uptake by Root Activity2022

    • 著者名/発表者名
      Sun Lifei, Liang N., Takahashi Y., Hirano T., Ishida S., Takagi M., Takagi K., Teramoto M., Kondo T., Koarashi J., Atarashi-Andoh M.
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] CH4 Uptake of Asian Forest Soils in the Past, Present and Future2022

    • 著者名/発表者名
      Liang N., Kondo T., Takagi K., Hirano T., Ishida S., Teramoto M., Takagi M., Koarashi J., Atarashi-Andoh M., Zhang Y., Chiang P., Lai D., Sun Lifei, Zeng J., Takahashi Y., Ichii K.
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Soil CH4 Uptake of Asian Forests ~ the Past, Present and Future ~2022

    • 著者名/発表者名
      Liang N.
    • 学会等名
      The 18th U.S.-China Carbon Consortium (USCCC) Annual Workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Increasing Challenges and Opportunities for Flux Communities in a Changing World2022

    • 著者名/発表者名
      Liang N.
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-06-20   更新日: 2024-12-25  

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