東南アジア熱帯泥炭は巨大なメタン放出源なのか？-"ばらつき"の要因を解明する-

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02238
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 伊藤 雅之 兵庫県立大学, 環境人間学部, 准教授 (70456820)
• 研究分担者: 平田 竜一 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (10414385) ; 平野 高司 北海道大学, 農学研究院, 教授 (20208838) ; 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) ; 坂部 綾香 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (40757936)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 熱帯泥炭 / メタン / 培養実験 / pH

研究実績の概要

泥炭の嫌気条件下の培養実験により、泥炭のpHがそのメタン生成ポテンシャルに及ぼす影響の調査を進めた。熱帯泥炭湿地林を伐採とプランテーション化の過程では、低いpH（酸性）の泥炭を中和することでオイルパームの生育をよくしている。実験室内でpHを調整した熱帯泥炭土壌を用いて培養実験を行った。採取した泥炭土壌（pH3.5）と消石灰を加えてpHをそれぞれ4.7、6.6、7.3に調整した泥炭土壌では嫌気条件下で培養して発生したメタン量が、1オーダーから2オーダー程度大きかった（培養後76日の結果）。また、それぞれの76日間培養後の土壌について、メタン生成菌を含む微生物叢にどのような変化があるかについて、土壌古細菌・細菌についてのDNAシークエンスなどを進めた。その結果、pHを調整したpH6.6, pH7.7の培養土壌では、メタン生成に関わる古細菌の総検出数が有意に増加したことが示された。これらの結果は、プランテーション化による酸性泥炭土壌の中和作業がメタン生成菌の増殖を促し、結果として泥炭中のメタン生成を増大させることをしめしており、これまで発表されていない結果となる。オイルパーム栽培の際は水位を低下させる管理を行うため、管理が行き届いたところでは水位低下によるメタン生成の抑制が見込まれる。本研究で得られたpH調整がメタン生成に及ぼす影響の知見から、水管理が行き届いていない小規模なプランテーションなどでメタンの放出が増加する可能性が示された。
フラックス観測タワーを用いた泥炭湿地林からのメタン放出観測については、新型コロナウィルス感染症による渡航制限などの影響を受け、当初の予定よりも規模を縮小せざるを得なかったが、現地カウンターパートとのオンライン会議などを通じて継続し、複数年の年次変動データを蓄積できた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] パランカラヤ大学/インドネシア科学院/リアウ大学(インドネシア)
  • 国名: インドネシア
  • 外国機関名: パランカラヤ大学/インドネシア科学院/リアウ大学
  • 他の機関数: 2
• [国際共同研究] サラワク熱帯泥炭研究所/マレーシアオイルパームボード(マレーシア)
  • 国名: マレーシア
  • 外国機関名: サラワク熱帯泥炭研究所/マレーシアオイルパームボード
• [雑誌論文] Assessing the changes in river water quality across a land-use change (forest to oil palm plantation) in peninsular Malaysia using the stable isotopes of water and nitrate (2023)
  • 著者名/発表者名: Itoh Masayuki、Osaka Ken'ichi、Iizuka Kotaro、Kosugi Yoshiko、Lion Marryanna、Shiodera Satomi
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 859 ページ: 160319～160319
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.160319
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dissolved N2O concentrations in oil palm plantation drainage in a peat swamp of Malaysia (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishina Kazuya、Melling Lulie、Toyoda Sakae、Itoh Masayuki、Terajima Kotaro、Waili Joseph W.B.、Wong Guan X.、Kiew Frankie、Aeries Edward B.、Hirata Ryuichi、Takahashi Yoshiyuki、Onodera Takashi
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 872 ページ: 162062～162062
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.162062
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Suspension of Crustal Materials from Wildfire in Indonesia as Revealed by Pb Isotope Analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Das Reshmi、Wang Xianfeng、Khezri Bahareh、Webster Richard D.、Itoh Masatuki、Shiodera Satomi、Bin Mohamed Mohtar Ahmad Taufiq、Kuwata Mikinori
  • 雑誌名: ACS Earth and Space Chemistry 巻: 7 ページ: 379～387
  • DOI: 10.1021/acsearthspacechem.2c00270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water Solubility Distribution of Organic Matter Accounts for the Discrepancy in Hygroscopicity among Sub- and Supersaturated Humidity Regimes (2022)
  • 著者名/発表者名: Lee Wen-Chien、Deng Yange、Zhou Ruichen、Itoh Masayuki、Mochida Michihiro、Kuwata Mikinori
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: 56 ページ: 17924～17935
  • DOI: 10.1021/acs.est.2c04647
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon loss from aboveground woody debris generated through land conversion from a secondary peat swamp forest to an oil palm plantation (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirano Takashi、Xhuan Wong Guan、Wenceslaus Waili Joseph、San Lo Kim、Kiew Frankie、Baran Aeries Edward、Hirata Ryuichi、Ishikura Kiwamu、Hayashi Masato、Murata Shoko、Shiraishi Tomohiro、Itoh Masayuki、Melling Lulie
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 78 ページ: 137～146
  • DOI: 10.2480/agrmet.D-22-00003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Insights into the mechanism of diurnal variations in methane emission from the stem surfaces of <i>Alnus japonica</i> (2022)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Kenshi、Sakabe Ayaka、Azuma Wakana A.、Itoh Masayuki、Imai Tomoya、Matsumura Yasuki、Tateishi Makiko、Kosugi Yoshiko
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 235 ページ: 1757～1766
  • DOI: 10.1111/nph.18283
  • 査読あり
• [雑誌論文] Net primary production of oil palm plantation on tropical peat (2022)
  • 著者名/発表者名: Wakhid N, Hirano T, Dariah A, Agus F
  • 雑誌名: Mires and Peat 巻: 28 ページ: 02
  • DOI: 10.19189/MaP.2021.SNPG.StA.2288
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mitigation of Paddy Field Soil Methane Emissions by Betaproteobacterium &lt;i&gt;Azoarcus&lt;/i&gt; Inoculation of Rice Seeds (2022)
  • 著者名/発表者名: Sakoda Midori、Tokida Takeshi、Sakai Yoriko、Senoo Keishi、Nishizawa Tomoyasu
  • 雑誌名: Microbes and Environments 巻: 37 ページ: n/a～n/a
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME22052
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Appropriate chamber deployment time for separate quantification of CH&lt;SUB&gt;4&lt;/SUB&gt; emissions via plant and ebullition from rice paddies using a modified closed-chamber method (2022)
  • 著者名/発表者名: KAJIURA Masako、TOKIDA Takeshi
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 78 ページ: 41～45
  • DOI: 10.2480/agrmet.D-21-00033
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of disturbances and environmental changes on albedo in tropical peat ecosystems (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo Shinjiro、Hirano Takashi、Kusin Kitso
  • 雑誌名: Agricultural and Forest Meteorology 巻: 301-302 ページ: 108348～108348
  • DOI: 10.1016/j.agrformet.2021.108348
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessing the carbon dioxide balance of a degraded tropical peat swamp forest following multiple fire events of different intensities (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo Shinjiro、Hirano Takashi、Kusin Kitso
  • 雑誌名: Agricultural and Forest Meteorology 巻: 306 ページ: 108448～108448
  • DOI: 10.1016/j.agrformet.2021.108448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of fire and drainage on evapotranspiration in a degraded peat swamp forest in Central Kalimantan, Indonesia (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo Shinjiro、Hirano Takashi、Kusin Kitso
  • 雑誌名: Journal of Hydrology 巻: 603 ページ: 126906～126906
  • DOI: 10.1016/j.jhydrol.2021.126906
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soil CO2 emissions and net primary production of an oil palm plantation established on tropical peat (2021)
  • 著者名/発表者名: Wakhid N, Hirano T
  • 雑誌名: Mires and Peat 巻: 27 ページ: 13
  • DOI: 10.19189/MaP.2021.OMB.StA.2159
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantifying bubbling emission (ebullition) of methane from a rice paddy using high-time-resolution concentration data obtained during a closed-chamber measurement (2021)
  • 著者名/発表者名: KAJIURA Masako、TOKIDA Takeshi
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 77 ページ: 245～252
  • DOI: 10.2480/agrmet.D-21-00022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increasing measurement throughput of methane emission from rice paddies with a modified closed-chamber method (2021)
  • 著者名/発表者名: TOKIDA Takeshi
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 77 ページ: 160～165
  • DOI: 10.2480/agrmet.D-20-00029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 森林からのメッセージ－熱帯林からアブラヤシプランテーションへ (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤雅之
  • 学会等名: 日本調理科学会2022年度大会
  • 招待講演
• [学会発表] Carbon dioxide and energy balances of tropical peat forests in Central Kalimantan, Indonesia (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirano T
  • 学会等名: AsiaFlux Conference 2022
  • 招待講演
• [学会発表] ガス交換観測による森林の炭素動態の実態解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 坂部綾香
  • 学会等名: シンポジウム「関西6大学発農業系研究シーズ/共同研究/ベンチャーの現状と未来」
  • 招待講演
• [学会発表] Influence of fire and drainage on evapotranspiration in a tropical ex-peat swamp forest (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo S, Hirano T, Kusin K
  • 学会等名: JpGU 2021
• [学会発表] Decomposition of coarse woody debris produced through land conversion from a forest to an oil palm plantation (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirano T, Wong GX, Waili JW, Lo KS, Kiew F, Aeries EB, Hirata R, Ishikura K, Hayashi M, Murata S, Shiraishi T, Itoh M, Melling L
  • 学会等名: JpGU 2021
• [学会発表] 森林における水文循環がメタンガス交換に与える影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 坂部綾香
  • 学会等名: 2021年度土壌物理学会大会第63回シンポジウム
  • 招待講演