| 研究課題/領域番号 |
16K18718
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
坂部 綾香 京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (40757936)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | メタン / 炭素安定同位体比 / シロアリ / 熱帯泥炭 / 渦相関法 / 簡易渦集積法 / チャンバー法 / 熱帯雨林 |
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| 研究実績の概要 |
森林におけるメタン交換量の日・季節変化が、林内のどのメタン放出源・吸収源の寄与によるものであるかを解明するために、メタンの炭素安定同位体比の情報を活用する研究を行った。インドネシアの熱帯泥炭湿地林では、まず森林生態系スケールでメタン放出源となるのか、吸収源となるのか把握するために、微気象学的手法である渦相関法によるメタンフラックスの観測を開始した。2016年の6月から現在に至るまで連続観測を行っている。観測の結果、インドネシアの熱帯泥炭湿地林は、乾季にメタン吸収が観測され、雨季には徐々にメタン放出へと移り変わる様子が明らかになった。メタン放出レンジは、北方の泥炭湿地に比べて小さく、水位の変動といった水文条件よりも有機物の質の違いの影響が大きいことが示唆された。
マレーシアの熱帯雨林では、2017年の1月に3日間の集中的な観測を行った。マレーシアの熱帯雨林では、シロアリからのメタン放出の寄与が重要と考えられる。微気象学的手法である簡易渦集積法によって、森林生態系スケールのガス交換を表す空気と、チャンバー法によってシロアリの巣から放出された空気をサンプルした。採取したサンプルを日本に持ち帰り、ガスクロマトグラフィーでメタン濃度を、連続フロー型同位体比質量分析計でメタンの炭素安定同位体比を分析した。シロアリから放出されるメタンの炭素安定同位体比は、同位体分別が大きく、大気から大きく異なる値をとった。森林生態系スケールのガス交換を表す空気サンプルには、シロアリから放出されるメタンの炭素安定同位体比の影響をほとんど受けていなかったことから、シロアリからのメタン放出の寄与は小さいと考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
インドネシアの熱帯泥炭湿地林において、渦相関法による生態系スケールのメタン交換量の観測を開始し、継続して連続観測データを蓄積している点は、当初の計画以上に進展している。熱帯泥炭湿地林の雨季と乾季に応じたメタン交換量の変化が捉えられ、熱帯泥炭湿地林特有のメタン動態の特性を抽出することに成功した。
マレーシアの熱帯雨林では、可搬型の簡易渦集積法による生態系スケールのメタン交換量を観測するシステムを構築して現場に持ち込み、現場でのサンプル採取、メタンの炭素安定同位体比分析を行ったので、当初の計画以上に進展している。キーリングプロットにより、シロアリの巣から放出されるメタンの同位体比を明らかにすることができた。
研究計画に含まれる他の2サイトである滋賀県南部の温帯ヒノキ林、アラスカ内陸部の亜寒帯クロトウヒ林でも、簡易渦集積法による生態系スケールのメタン交換量の観測は行っているが、メタンの炭素安定同位体比の分析に向けたサンプルは行っていないので、その点は研究計画よりも遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
インドネシアの熱帯泥炭湿地林では、森林生態系スケールのメタン交換量のデータが通年で得られた時点で、論文化を行う。メタン交換量の変動幅、日・季節変化の様子、変動要因、年収支をまとめて、国際誌に投稿する。さらに、林内のどのコンパートメントがメタン交換量の変動に寄与しているのかを調べるために、気象観測タワーを用いて地表面から地上36mまでの林内の鉛直方向の空気、地表面からの空気をサンプルし、メタンの炭素安定同位体比を分析する。
マレーシアの熱帯雨林では、2016年度の観測結果より、微気象学的手法である簡易渦集積法によってサンプルした空気のメタンの炭素安定同位体比が、大気の値とほぼ同じであったので、気象観測タワーを用いて林床から地上50mまで林内の鉛直方向の空気をサンプルし、メタンの炭素安定同位体比に変化が見られるか調べる。シロアリの巣の他に、メタン交換量に寄与すると思われる土壌水分状態の異なる複数地点の地表面、葉、幹からの空気もサンプルし、メタンの炭素安定同位体比を分析する。林内のメタンの炭素安定同位体比の鉛直勾配と林内の各コンパートメントの同位体比の比較から、林内のどこで生成されたメタンがどれほど消費されて、メタン交換量に寄与しているか考察する。
滋賀県南部の温帯ヒノキ林、アラスカ内陸部の亜寒帯クロトウヒ林においても、気象観測タワーを用いた林床から地上30mまでの林内の鉛直方向の空気、地表面からの空気をサンプルし、メタンの炭素安定同位体比を分析する。
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