地球温暖化抑止対策のための土壌生態系炭素収支モデルの構築

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12356004
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 木村 眞人 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (20092190)
• 研究分担者: 小崎 隆 京都大学, 大学院・地球環境学堂, 教授 (00144345) ; 和田 信一郎 九州大学, 農学部, 助教授 (60108678) ; 松本 聡 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (20032295) ; 波多野 隆介 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (40156344) ; 三枝 正彦 東北大学, 農学部・付属農場, 教授 (10005655)
• キーワード: 炭素固定 / 土壌呼吸 / 二酸化炭素フラックス / 熱量測定 / 炭酸イオン / ルートマット / 炭素循環 / 土地利用

研究概要

化石エネルギーの購入と消費を含む北海道での炭素循環を見積もった。全域では、森林と農地によるCO_2固定は1061万tCと見積もられたが、化石エネルギー消費はそれを大幅に上回り、収支は-909万tCであった。収支が0となる人口は現在の59%334万人、人口密度は40人km^<-2>であった。関東地方の常緑針葉樹・落葉広葉樹の林床からのCO_2発生を定量した。八王子における2000〜2002年の年間平均CO_2発生は、コナラ501mgCO_2/m^2/hr、ヒノキ319CO_2/m^2/hrであった。気候・母材・植生の異なる森林からのCO_2放出量は地温に大きく左右されるものの、植物生理の季節性を反映し、その原因を室内培養による無機化試験から推定した。
草地におけるオーチャードグラス根の最表層集中度は強酸性の非アロフェン質黒ボク土で最も高く,腐植の少ないアロフェン質黒ボク土で明らかに低かった。また速効性肥料の分施に比べ、肥効調節型肥料の全量基肥施用により牧草根の最表層集中度を顕著に軽減した。
水田では、侵透に伴う下方への炭素フラックスも重要で、作土中の有機物量の数%のCO_2が、湛水期間に又心土中に一旦保持されることが判明した。
土壌、粘土による炭酸イオン吸着の測定法を改良し,アロフェン質火山灰土による炭酸イオン吸着測定に応用し,気相中の二酸化炭素濃度を4%に保ちながら平衡溶液のpHを変えて二酸化炭素吸着量の測定を行った結果,pH7付近での吸着極大が見られず,pH上昇とともに吸着量が単調増加した.また、土壌に有機物(酵母エキス)を加えたときのCO_2発生量は、沖積<洪積<水田<火山灰の順に増大し、沖積土壌の微生物叢は糖質部分を資化しにくい傾向を示した。一方、火山灰土壌では、炭素数の多い有機化合物に対する分解活性は高く維持され、一定期間内のCO_2発生量で見ると供試土壌中最大を示す結果となった。

研究成果

• [文献書誌] Iizuka.M., Okazaki M: "Carbon balance in secondary oak (Quercus serrata) and planted cypress (Chamaecyparis obtusa) forest at the Tama Hill, Tokyo"Researches Related to the UNECO's Man and Biosphere Programme in Japan 2001-2002. 38-43 (2002)
• [文献書誌] Yahai Lu, Akira Watanabe, Makoto Kimura: "Contribution of plant-derived carbon to soil microbial biomass dynamics in a paddy rice microcosm"Biol. Fertil. Soils.. 36. 136-142 (2002)
• [文献書誌] Yahai Lu, Akira Watanabe, Makoto Kimura: "Input and distribution of photosynthesized carbon in a flooded rice soil"Global Biogeochem. Cycles. 16(印刷中). (2003)
• [文献書誌] Sawamoto, T., Kusa, K., Hu, R., Hatano, R: "Dissolved N_2O, CH_4 and CO_2 emissions from subsurface-drainage in a structured clay soil cultivated with onion in Central Hokkaido, Japan"Sci. Plant Nutr.. 49. 31-38 (2003)
• [文献書誌] Sawamoto, T., Kusa, K., Hu, R., Hatano, R: "Dissolved N_2O, CH_4 and CO_2 in pipe drainage, seepage and stream water in a livestock farm in Hokkaido, Japan"Sci. Plant Nutr.. 48. 433-440 (2002)
• [文献書誌] Hu, R., Hatano, R., Kusa, K., Sawamoto, T: "Effect of Nitrogen fertilizer on Methane Flux in a structured clay soil and cultivated with onion in central Hokkaido, Japan"Sci. Plant Nutr.. 48. 797-804 (2002)
• [文献書誌] 松本 聰: "秋田県立大学国際シンポジウム2001「持続可能な農業への道」"農林統計協会. 342 (2002)