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2022 年度 実施状況報告書

降水量を高時間分解能で復元するための、樹木髄の酸素・水素同位体比モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 22K19854
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

香川 聡  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 (40353635)

研究分担者 久保田 多余子  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 (70353670)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワード葉面吸水
研究実績の概要

森林総合研究所苗畑で生育したスギ苗木において、頂端の成長過程を6月~10月の間に記録し、髄のおおよその形成時期を推定できるような苗木を育成した。これらのスギ苗木の髄の酸素・水素・炭素同位体比を約0.5mm程度の空間分解能で測定したところ、頂端から10cm程度の部分では、酸素および水素同位体比が1パーミル以上低くなる鋭いピークが観測されたが、それより下の部分の髄ではこのようなピークは観測されなかった。この結果は、貯蔵物質であるでんぷんや糖を温水抽出・有機溶媒抽出処理により取り除いた髄試料でも変わらなかった。以上のような結果が得られた理由としては、例えば、頂端から10cm程度の部分では、でんぷんや糖などの貯蔵物質の酸素同位体比は降水時の低い同位体比を反映しているものの、それ以下の部分では、貯蔵物質の酸素・水素同位体比が周囲の水により書き換えられた後のでんぷん・糖が細胞壁成分(セルロース・ヘミセルロース・リグニン)の形成に用いられたため、鋭いピークが観測されなくなった、といった原因が考えられる。最近の技術的ブレークスルーにより、樹木の葉・表皮および根それぞれに、重い酸素同位体を多く含む重水および重水素を多く含む重水のどちらか一方を吸収させた後、液体窒素により凍結して頂端分裂組織周辺の水の同位体比を調べることが、同位体の専門家でなくても行えるくらいに簡便になったが、今後はこれらの方法と組み合わせることにより、降雨時および非降雨時に形成される髄の葉面吸収水起源および根吸収水起源の酸素・水素の割合を明らかにし、これらの割合の変動(すなわち降水量・相対湿度の変動)が、髄(および髄付近の木部)の酸素・水素同位体比の変動とどう対応するのかを明らかにしていく必要がある。

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

髄の酸素・水素同位体比については、頂端付近で見られた値が急激に低くなるピークが見られたが、我々の予想に反して、頂端より10cm以上下部の髄ではそのようなピークが見られなかった。一方、日変動の可能性のある炭素同位体比のピークが見られたので、日単位での降水量の復元に応用する可能性が開けた。

今後の研究の推進方策

今後は、髄のおおよその形成時期が分かっているスギの苗木の髄の同位体分析を進めるとともに、スギ以外の樹種で髄の同位体比を測定し、より降水量などの古気候復元に適した樹種を探索する。

次年度使用額が生じた理由

同位体分析装置の故障により、同位体分析の一部を翌年度に繰り越す必要が生じた。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] スギ苗木髄の酸素・水素・炭素同位体比分析による高時間分解能での気象情報復元の試み2023

    • 著者名/発表者名
      香川聡、久保田多余子、張春花
    • 学会等名
      第73回日本木材学会大会

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公開日: 2023-12-25  

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