| 研究課題/領域番号 |
16K14934
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
高木 健太郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (20322844)
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| 研究分担者 |
小林 真 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (60719798)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 二酸化炭素 / 森林土壌 / 針広混交林 / 厳冬期 / 積雪 / シラカンバ / ササ / 樹幹 |
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| 研究実績の概要 |
積雪に覆われて温度・水分環境が一定である厳冬期の森林土壌中において、積雪上の気温の変動に反応して二酸化炭素濃度が変動する現象を先行研究において観測した。この原因として、土中の根や微生物が積雪上の環境に反応して活性を変化させている可能性が考えられた。しかし厳冬期積雪環境下でこのような情報・物質伝達経路は知られていない。そこで本研究では、この変動の一般性や詳細を明らかにすることを目的として、土壌中二酸化炭素濃度を多地点連続観測するシステムを開発し、厳冬期に連続観測を行った。
前年度までの研究によって、この現象はシラカンバ林において顕著に認められること、また林床に優占するササの影響ではないことを野外観測と操作実験により明らかにした。本年度は、これらの結果のとりまとめと成果報告を行うことに加えて、冬季に積雪に埋もれる高度(40㎝)においてシラカンバの幹に穴を空け、樹体内の二酸化炭素濃度の連続観測を行った。同時に積雪上および積雪内の温度プロファイルと積雪内同高度の二酸化炭素濃度の観測を行った。
十分雪が積もった1月～2月にかけて、樹体内の温度は－5℃～0℃の範囲で緩やかに変動し、積雪内部の温度伝達の位相と保温効果のために気温との相関が認められないのに対して、樹体内の二酸化炭素濃度は積雪上の気温変化に瞬時に反応し、気温が低くなると濃度が低くなる変動をしていた。このような変動は、同高度積雪内の二酸化炭素濃度には認められなかった。このことから、樹木は樹体が0℃以下となる厳冬期においても周囲の気温に反応し生物活性を変化させており、この変化が地下部の活性に影響を与えている可能性が高いことが明らかになった。樹体内の大部分の水は凍っているものの、形成層周辺の柔細胞は厳冬期も生命活動を維持しているが、この活動は従来考えられているよりも能動的で環境変化に敏感に反応している可能性が考えられた。
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