北極域ツンドラ環境変動の研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11208204
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 神田 啓史 国立極地研究所, 北極圏環境研究センター, 教授 (70099935)
• 研究分担者: 森脇 喜一 国立極地研究所, 研究系, 教授 (50033501) ; 大山 佳邦 国立極地研究所, 研究系, 教授 (30044788) ; 内藤 靖彦 国立極地研究所, 研究系, 教授 (80017087) ; 綿貫 豊 北海道大学, 農学部, 助教授 (40192819) ; 伊村 智 国立極地研究所, 研究系, 助手 (90221788)
• キーワード: 炭素循環 / 氷河後退域 / バイオマス / 維管束植物 / 蘚苔類 / 一次生産量 / 光量子密度 / 光合成速度

研究概要

本年度は炭素循環に関わる植物の生理・生態学的研究が2年目に入り、氷河後退域のモレーンでのCO_2フラックスをほぼ予定通り測定する事が出来た。その結果、蘚苔類については炭素量で5g/m^2と推定された。調査地の生育期間を考慮すると年間の一次生産量は一平方メートル当たり10g前後になると思われる。又、維管束植物で最も優占度の高いキヨクチヤナギSalix polarisの光合成特性及びバイオマスを把握し、一次生産量を推定した。個葉の最大光合成速度(A_<max>)と気孔コンダクタンスは展葉開始から5日目頃に最大値(370μmolCO_2mol^<-1> airでのA_<max>:約12.0μmol CO_2m^<-2>s^<-1>)に達し、その後は徐々に低下した。最大光合成速度の90%以上に達するのに必要な光量子密度(PPFD)は約200μmolm^<-2>s^<-1>であり、これはS.polarisが生育場所で350μmolm^<-2>s^<-1>以上のPPFDを経験する頻度が非常に少ないことに応じたものと考えられる。光合成の至適葉温は10〜18℃(気温は8〜20℃)で、10℃以下(気温は5〜6℃)では20%程度下がった。S.polarisの光合成特性は、i)光と温度条件の変動が大きい、ii)概して光は弱いという環境条件下での効率的な光合成生産に適している。
S.polarisの光合成活性が最大の時には約370mgCO_2g^<-1>leaf DW day^<-1>と推定された。S.polarisの被度が高い場所(約50%)での地上部バイオマスは26.3±9.3gm^<-2>、地下部バイオマスは303.7±92.6gm^<-2>だった。これらから、S.polarisによる土地面積あたりの一次生産量は約4.3gCO_2m^<-2>day^<-1>と推定された。結果的に、北極氷河末端域における生態系の炭素循環コンパートメントモデルに維管束植物-蘚苔類の一次生産の理にかなった値を加えることが出来た。

研究成果

• [文献書誌] Wada,N.and Kanda,H.: "Notes on floral traits and gender expression of Dryas octopetala under a simulated environmental change."Polar Biosci.. 13. 1-14 (2000)
• [文献書誌] Hoshino,T.,Tojo,M.,Kanda,H.and Tronsmo,A.M.: "Ecological role of fungal infections of moss carpet in Svalbard."Environmental Research in the Arctic 2000. (in press). (2000)
• [文献書誌] Kasagi,T.and Kudo,G.: "Variations in floral traits of sympatric alpine shrubs, Phyllodoce caerulea and Phyllodoce aleutica along snowmelt gradients."Polar Biosic. (in press). (2000)
• [文献書誌] Minami,Y.,Okitsu,S.,Kanda,H.,Cherdantseva,V.Y.and Grishin,S.Y.: "Occurrence of bryophytes in Paramushir Island, the northern Kuriles, far east Russia."Environmental Research in the Arctic 2000. (in press). (2000)
• [文献書誌] Okitsu,S.,Minami,Y.and Grishin,S.Y.: "Ecological and phytogeographical characteristics of the vegetation on Mt. Ebeko,Paramushir Island, northern Kuriles."Environmental Research in the Arctic 2000. (in press). (2000)
• [文献書誌] Shimono,Y.and Kudo,G.: "Pattern of seedling emergence of alpine plants : comparisons between fellfield and snowbed habitats."Environmental Research in the Arctic 2000. (in press). (2000)