ため池からの温室効果ガス放出量の定量評価と放出機構の解明に関する研究

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15636
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 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): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: メタン / 渦相関法 / ため池

研究実績の概要

本研究の目的は、全国で最多のため池を有する兵庫県で、ため池からの温室効果ガスの放出量を現地観測に基づいて明らかにし、放出機構の解明から温室効果ガス放出の削減に向けたため池の管理に貢献することである。
兵庫県加古川市に位置するため池において、渦相関法によるメタン・二酸化炭素ガス交換量の通年連続観測を行った。併せて、各種気象条件、水中の環境条件の通年連続観測も行った。取得されたガス交換量のデータから、地図情報、風向、ガス交換量のソースエリアを考慮して、ため池とその他の土地利用のガス交換量データを分離した。その結果、ため池からのメタン放出量は、主に水田からなるその他の土地利用よりもメタン放出量が大きいことが明らかになった。ため池からの夏のメタン放出量は、他の水田で得られたメタン放出量の文献値に匹敵する大きさであった。気象条件とメタン放出量の関係について、ため池からのメタン放出量は水温の上昇に伴って指数関数的に増加することが明らかになった。メタン生成菌の活動が温度によって制御され、夏にメタン生成量が増加した結果であると考えられた。また、強風時に池内の鉛直温度勾配が小さくなるタイミングでメタン放出量の増大が起こることが分かった。水深が約1.5 mと比較的浅い池であるため、強風時に水中で混合が起こり、池底の嫌気的な環境で生成されたメタンが池表面から放出されたと考えられた。

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

兵庫県のため池において、メタン・二酸化炭素のガス交換量、気象条件、水中の環境条件を通年連続観測することに成功し、無事にデータを取得することができたため、概ね順調に進展していると判断した。得られたデータを解析した結果、ため池からのメタン放出量は水田からのメタン放出量に匹敵することが明らかになった。メタン放出量に影響を与える環境要因については、水温の上昇によって池内でのメタン生成量が増大し、強風時に池表面からの放出が促進されることが示唆された。
フロートチャンバー法を用いた周辺の土地利用が異なるため池からの温室効果ガス放出量の測定を予定していたが、一つのため池で観測項目を充実させ、詳細な放出機構の解明を行った。

今後の研究の推進方策

ため池からの温室効果ガスの放出機構の解明を進めるために、窒素、リンといった水質の分析を加える予定である。水質が藻類の動態に与える影響を加味して、ため池からの温室効果ガスの放出機構の解明を目指す。また、二酸化炭素交換量についても解析を進める予定である。