地球表層最大の炭素プールの反応性：土壌と海底堆積物の共通メカニズムの検証

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02810
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 (2016-2018); 国立研究開発法人 農業環境技術研究所 (2015)
• 研究代表者: 和穎 朗太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 上級研究員 (80456748)
• 研究分担者: 諸野 祐樹 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, グループリーダー代理 (30421845) ; 平舘 俊太郎 九州大学, 農学研究院, 教授 (60354099) ; 浦本 豪一郎 高知大学, 海洋コア総合研究センター, 特任助教 (70612901) ; 長尾 眞希 (浅野眞希) 筑波大学, 生命環境系, 助教 (80453538)
• 研究協力者: メイヤー ローレンス メーン州立大学, 海洋学部, 教授
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 炭素 / 地球温暖化 / 土壌有機物 / 堆積物 / 有機物・鉱物相互作用

研究成果の概要

世界の５つの気候区、土壌タイプに属する自然および農地土壌（計22点）を対象に、活性金属（Fe, Al）が有機炭素の貯留および安定化を規定すること、そのメカニズムには低次構造（submicron size）中での炭素・活性金属の空間的相関が、また高次構造（μm-mm size）における共局在が係わることが分かった。また国際共同研究から、粘土含量より活性金属が炭素貯留を規定することの普遍性を初めて明らかにした。米国の河川および大陸棚堆積物を対象に土壌と共通の物理分画手法の有効性を確認し、土壌に見られる高次構造の発達は弱いものの、低次構造中において活性Feが炭素貯留に寄与することを示した。

自由記述の分野

土壌科学・生物地球化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

●土壌炭素貯留の増加は、地球温暖化に対する大きな緩和効果を持つと同時に、農業の持続性や生態系保全に繋がる。また、沿岸生態系におけるブルーカーボンを評価する上でも、鉱物による炭素安定化の評価が重要となる。
●本研究は、土壌と堆積物中で起こる有機物・鉱物相互作用の統一的理解を目指した恐らく初めての試みであり、今後に繋がりうる成果が得られた。特に、世界の中性～酸性土壌に共通した活性金属の効果は、安定化メカニズムを既存モデルに導入するための基礎となる重要な知見だろう。鉱物粒子と有機物の集合体は階層構造を持つが、その低次構造における土壌と堆積物の相互作用様式の相違に関して、更なる研究が重要となる。