| 研究課題/領域番号 |
17H03834
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| 研究機関 | 東京農業大学 |
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研究代表者 |
寺澤 和彦 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (30414262)
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| 研究分担者 |
常田 岳志 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, 主任研究員 (20585856)
渡邊 陽子 北海道大学, 農学研究院, 研究員 (30532452)
阪田 匡司 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (50353701)
森下 智陽 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (90391185)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 温室効果ガス / メタンフラックス / 湿地 / 樹木 / 樹幹 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、中高緯度の代表的な湿地林を対象として、湿地のメタン収支の構成要素として近年注目されている樹木の幹からのメタン放出量（Stem Methane Flux：以下SMF）を観測してその変動要因を明らかにするとともに、樹幹放出メタンの生成場所と輸送経路に関する検討を行うことを目的としている。平成30年度は以下の調査、実験等を行った。
（1）北海道東部の湿地林において、ハンノキ樹幹のSMF観測を5～7月に行うとともに、地下水位を人為的に上昇させる野外操作実験を8月に行い、SMFに及ぼす地下水位の効果を検討した。ヤチダモ樹幹のSMF に及ぼす樹幹基部切断の影響を調べる実験を7～8月に実施し、樹幹内のメタン輸送経路および樹幹内部でのメタン生成の可能性を検討した。標識メタン（13Cメタン）を土壌に注入する実験を9月に実施し、注入地点近傍のヤチダモ樹幹から13Cメタンが放出されることを確認した。
（2）アラスカ内陸部フェアバンクス近郊の湿地～隣接斜面のクロトウヒ林および湖岸のトウヒ・カンバ混交林において、SMF観測を5月と8月に行った。湿地と隣接斜面の両地点でクロトウヒの樹幹から微量のメタン放出が認められた。湖岸のトウヒ属2種からも比較的大きなメタン放出がみられた。
（3）エストニアのタリン近郊のミズゴケ湿原において、湿原中央部～隣接斜面の地形系列上に4か所の調査地を設定し、ヨーロッパアカマツのSMF観測を8月に行った。SMFはいずれの地点においてもきわめて微量～検出限界以下であったが、斜面から湿原中央部に向かって緩やかに増加する傾向がみとめられた。
（4）北海道産の広葉樹数種を対象として、樹幹内のガス輸送経路となりうる樹皮の組織構造の光学顕微鏡観察を行った。樹皮の組織構造は樹種によって異なったが、湿地に生育する樹種に特徴的な組織構造（例えば通気組織）は観察されなかった。
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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
本研究では、「課題1：中高緯度地域の各種の湿地林における樹幹からのメタン放出量とその変動要因」と「課題2：樹幹から放出されるメタンの生成場所と輸送経路の特定」について研究を進めている。
課題1については、当初の計画どおり、中緯度に位置する北海道東部の湿地林において、樹木の幹からのメタン放出量（Stem Methane Flux：以下SMF）の定期観測を行って、SMFの季節的および空間的な変動に及ぼす環境要因を明らかにした。さらに、SMFの変動に強く影響すると推定された地下水位に関して、水位を人為的に変動させる野外操作実験を行い、SMFに及ぼす影響を実証した。高緯度地方においても、当初の計画どおり、アラスカ内陸部とバルト海沿岸（エストニア）の北方系針葉樹を主とする湿地林において、夏から秋にかけてのSMFを観測し、北方系針葉樹のSMFが中緯度地方の湿地性広葉樹に比べてかなり小さいオーダーであることを明らかにするとともに、これらの樹種のSMFの空間変動に対しても土壌水分環境が影響を及ぼす可能性を見いだした。
課題2については、北海道東部の湿地林において、炭素安定同位体を用いた土壌～樹幹間のメタン移動に関する野外実験を実施し、土壌中のメタンが確かに樹幹表面から放出されることを実証した。また、ヤチダモ樹幹のSMF連続測定と樹幹基部切断を組み合わせた野外実験を行い、樹幹内のメタン輸送経路および樹幹内部でのメタン生成の可能性を検討した。樹幹内のメタンの輸送経路に関しては、樹幹内のガス移動に寄与すると考えられる木材解剖学的な特徴について、湿地性と山地性の広葉樹を比較する形で検討を進めている。
以上のように、今年度までに得られた研究成果は、本研究の目標達成に向けた2年目までの成果として十分なものとみなされ、本研究計画はおおむね順調に進行していると判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
課題１については、北海道東部の湿地林における樹幹メタン放出量（Stem Methane Flux：以下SMF）の時空間的変動およびその変動に関わる環境要因に関して、これまでの研究によって当初の計画どおりの観測データを取得することができたことから、本研究課題の最終年度にあたる2019年度は、これらのデータの解析を行い研究成果の公表に向けた取り組みを進める。高緯度地方については、アラスカ内陸部のトウヒ林に関しては、2017～2018年に行った5回の観測によって5～9月の各月のSMFデータが取得できたことから、環境要因との関係も含めてデータの解析を行い研究成果の公表に向けた取り組みを進める。一方、エストニアのミズゴケ湿原に関しては、初回のSMF観測を行った2018年8月がこの地方では稀な乾燥した夏であったことから、2019年の同時期に2回目のSMF観測を行い、両年の比較をすることによってSMFに及ぼす土壌水分環境や気象の影響を検討する。あわせて、地表面および点在する池の水面におけるメタンフラックスの観測も行い、この湿原生態系の全体のメタンフラックスにおけるSMFの寄与度の検討も行う予定である。
課題2については、北海道東部の湿地林で2018年に実施した野外実験（標識メタンを用いた土壌～樹幹間のメタン移動実験、樹幹基部切断実験）のデータのとりまとめと解析を行い、研究成果の公表の準備を進める。樹幹内のメタン輸送経路に関しては、上記の樹幹基部切断実験によって樹皮に加えて樹幹内部の木部もメタン移動に寄与することが示唆されていることから、ハンノキやヤチダモなどの湿地性広葉樹を主な対象として、木部の組織構造についてもガス通道の観点から詳細な観察を行う予定である。
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