| 研究課題/領域番号 |
17K20037
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
平野 高司 北海道大学, 農学研究院, 教授 (20208838)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2021-03-31
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| キーワード | 土壌CO2フラックス / 落葉樹林 / 炭素動態 / チャンバー法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，北海道苫小牧市の落葉樹林で土壌呼吸（土壌CO2フラックス）と細根動態（バイオマス，成長）を同時に測定する。得られた土壌呼吸を根呼吸と微生物呼吸に分離し，さらに根呼吸をその構成要素（細根の維持呼吸，細根の成長（構成）呼吸，細根以外の根呼吸）に分離・定量化するとともに，細根の維持呼吸と成長呼吸の季節変化や変動特性，環境応答特性を詳細に解析し，細根呼吸のモデル化を目指す。
調査地は2004年の台風によって風倒壊したカラマツ林跡地であり，倒壊後に表土が除去された後にカラマツとシラカンバが再生し，現在は樹齢約10年の若齢木が繁茂してきている。薄い有機質土壌（A層）が火山噴出物（C層）の上に発達していたが，A層が除去されたためC層がむき出しになっている。埋土種子も除去されたため，草本類などの下層植生はほとんど存在しない。そのため，土壌有機物の分解（微生物呼吸）は少なく，その空間変動も小さい。また，樹木根の密度は樹木個体からの距離にともない同心円状に低下する。
本年度は，昨年度に引き続き土壌呼吸と細根動態に関する野外実験を行ったが，観測点の位置を調整するとともに，根切り処理を再度，実施した。また，土壌水に含まれる栄養塩吸収に関わる呼吸を評価するために，新たに樹幹流量（サップフロー）の連続観測も開始した。現在，実験結果を解析中であるが，優占種であるカラマツの2019年における根呼吸量は105 g C m-2 yr-1となった。重回帰モデルに用いて細根の根呼吸を分離した結果，カラマツの細根の維持呼吸と成長呼吸の年間値は，それぞれ48，31 g C m-2 yr-1と推定された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
カラマツが優占する若齢林において野外調査を継続し，約2.5年間のフィールドデータを得た。データを解析して，土壌呼吸速度から樹木（主にカラマツ）の細根の維持呼吸と成長呼吸を分離評価することができた。しかし，2018年9月初旬に発生した地震にともなう停電により観測機器が不調となり，比較的長期にわたって解析に重要な環境データの品質が低いことが明らかとなった。そのため，さらなる現地調査データが必要である。なお，予備実験として常緑針葉樹林で行っていた細根動態に関する研究結果を論文として公表することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究の1年延長が認められた。2020年度については，不足している現地調査データを取得するとともに，今年度と同様に無積雪期に野外実験を継続する。得られた十分なフィールドデータを活用し，樹木細根の維持呼吸と成長呼吸の変動特性や環境応答特性をさらに解析し，細根呼吸のモデルの精緻化を行う。また，新たに栄養塩の吸収にともなう呼吸の定量評価も行う予定である。学会等で成果発表を行うとともに，研究論文の執筆と投稿を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度，交付決定前から野外実験を開始したため，研究プロット設営のための消耗品を別財源（運営交付金等）で準備したり，既存のかなり古い部材を代用したりした。また，CO2分析計や土壌水分計を購入する予定であったが，既存の物品を修理することで利用できたため，購入しなかった。これらの理由で，初年度に物品費が大きく減額となった。また，その他の経費として土壌試料の分析経費を想定していたが，同じサイトで以前に得られた結果で代用できることがわかったため，新たな分析を行わなかった。以上の状況から初年度の使用額が予定よりも大きく減額となった。さらに，昨年度末に予定していた学会発表が中止になったため，旅費の支出が大幅に減少した。なお，「今後の研究の推進方策」で述べたように，2018年9月に発生した地震による停電で現地調査データが不足していることが判明した。そのため，研究期間を延長する必要が生じ，研究費を残した。残った研究費については，2020年度の野外実験の継続に必要な消耗品の購入，調査旅費，謝金などに使用する予定である。また，学会における研究成果報告のための旅費にも使用する。
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