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2014 年度 実績報告書

高緯度北極における土壌炭素の放出・流出プロセスの広域評価と将来予測

研究課題

研究課題/領域番号 24405009
研究機関広島大学

研究代表者

中坪 孝之  広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (10198137)

研究分担者 内田 雅己  国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (70370096)
佐々木 晶子  広島大学, 生物圏科学研究科, 助教 (10535470)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
キーワード高緯度北極 / 炭素循環 / 湿地 / モデル解析 / リモートセンシング
研究実績の概要

本研究は、近年大きな土壌炭素ストックがあることが明らかになってきた高緯度北極を対象に、陸域生態系からの有機炭素の放出・流出プロセスを定量的に調査し、衛星リモートセンシングと炭素循環モデルとを組み合わせることで、生態系からの炭素放出・流出を広域かつ長期的に評価することを目的としている。調査地をスピッツベルゲン島のブレッガー半島(北緯79 度、東経12 度)とし、1)現地観測による炭素放出・流出速度の測定とその変動要因の解明、2)室内実験、分析による有機炭素の起源とその動態の解明、3)モデル解析と衛星リモートセンシングによる炭素放出・流出量の広域評価と将来予測をめざす。本年は、2名が夏期の約2週間現地に滞在し、野外調査を行った。主な成果は以下のとおりである。
1.湿地の有機物分解解明の一環として、前年設置したコットンおよび温度計を回収した。採取地点により、重量減少率は異なっていたが、土壌表面温度にあまり違いは見られなかった。今後、重量減少率と設置場所、温度および微生物との関係を継続して調査する。
2.系からの炭素の流出量を明らかにする一環として、河川水の採取を行った。河川下流ほど溶存炭素中の難分解成分比が上昇することから,湿地から溶出する炭素はより難分解性であること,また,融雪期から高温期に向かうほど溶存炭素濃度は減少するが、難分解性成分比が増加することから湿地凍土の融解に由来する溶存炭素はより難分解性であることが推察された。また,難分解性の溶存炭素と各種溶存元素の関係を調べたところ,コバルト,臭素,リンとの相関関係が認められた。
3.湿地の優占植物であるコケの光合成特性を調査し、純生産量を推定したところ、乾燥地のコケと比較して数倍高くなると推定された。湿地のコケには水分が常に供給されており、高い光合成活性を維持できるため、純生産量が両地点の間で大きく異なっていることが考えられた。

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

本年度計画していた湿地での水採取および分析は計画通り進めることができた。また、湿地からのガスフラックス推定の基礎となるコケの光合成・呼吸に関するデータも得ることができたので、この評価とした。

今後の研究の推進方策

今後も湿地からの炭素放出・流出過程の定量化をめざした現地調査を実施する。また、リモートセンシングによる湿地面積の推定およびモデル解析の検討を行う。

次年度使用額が生じた理由

初年度に現地調査を行う予定だった研究者1名が、他の用務のため別経費で現地に行くことができたため、その分の経費が繰り越されている。

次年度使用額の使用計画

次年度は当初計画のとおり2名を派遣して現地調査を行う予定である。繰越分については、今後の現地調査を充実させるための旅費の一部およびボート借り上げ代として使用する予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Carbon accumulation rate of peatland in the High Arctic, Svalbard: Implications for carbon sequestration2015

    • 著者名/発表者名
      Nakatsubo T., Uchida M., Sasaki A., Kondo M., Yoshitake S., Kanda H.
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.polar.2014.12.002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of substrate differences on water availability for Arctic lichens during the snow-free summers in the High Arctic glacier foreland2014

    • 著者名/発表者名
      Inoue T., Kudoh S., Uchida M., Tanabe Y., Inoue M., Kanda H.
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: 8 ページ: 397-412

    • DOI

      10.1016/j.polar.2014.09.003

    • 査読あり
  • [学会発表] 北極ツンドラ湿地生態系におけるコケの光合成2015

    • 著者名/発表者名
      内田雅己、増本翔太、神田啓史、中坪孝之
    • 学会等名
      第62回日本生態学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-03-21
  • [学会発表] スバールバルのコケ-キョクチヤナギ群落土壌の硝化・脱窒能および土壌理化学性との関係2015

    • 著者名/発表者名
      林健太郎、下村有美、森本晶、内田雅己、中坪孝之、早津雅仁
    • 学会等名
      第62回日本生態学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-03-21
  • [学会発表] 高緯度北極の湿原生態系における溶存有機物の特性2015

    • 著者名/発表者名
      園田碧、藤嶽暢英、廣田充、内田雅己、中坪孝之
    • 学会等名
      第62回日本生態学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-03-19
  • [学会発表] Sensitivity of ecosystem carbon cycle to climate change in a Norwegian High Arctic2014

    • 著者名/発表者名
      Uchida M., Muraoka H., Nakatsubo T.
    • 学会等名
      Arctic Change 2014
    • 発表場所
      Shaw Center, Ottawa, Canada
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-10
  • [学会発表] CO2 fluxes at community level & CO2 uptake ability in a moss tundra in Ny-Alesund, Norway2014

    • 著者名/発表者名
      Hirota M., Iimura Y., Kishimoto A.M., Oura N., Uchida M., Nakatsubo T.
    • 学会等名
      The Fifth Symposium on Polar Science
    • 発表場所
      National Institute of Polar Research, Tokyo
    • 年月日
      2014-12-03
  • [学会発表] The effect on carbon balance of Salix polaris by tar spot fungi in Ny-Alesund, Norway2014

    • 著者名/発表者名
      Masumoto S., Uchida M., Tojo M., Imura S.
    • 学会等名
      The Fifth Symposium on Polar Science
    • 発表場所
      National Institute of Polar Research, Tokyo
    • 年月日
      2014-12-03
  • [学会発表] Effects of substrate differences on water availability for Arctic lichens during the snow-free summers in the High Arctic glacier foreland2014

    • 著者名/発表者名
      Inoue T., Kudoh S., Uchida M., Tanabe Y., Inoue M., Kanda H.
    • 学会等名
      The Fifth Symposium on Polar Science
    • 発表場所
      National Institute of Polar Research, Tokyo
    • 年月日
      2014-12-03
  • [学会発表] Photosynthetic responses to ambient CO2 of three dominant species in Ny-Alesund2014

    • 著者名/発表者名
      Sekikawa S., Muraoka H., Uchida M.
    • 学会等名
      The Fifth Symposium on Polar Science
    • 発表場所
      National Institute of Polar Research, Tokyo
    • 年月日
      2014-12-03
  • [学会発表] Spatial variability of CO2 flux at moss tundra in Ny-Alesund, Norway2014

    • 著者名/発表者名
      Uchida M., Hirota M., Iimura Y., Kishimoto A.M., Oura N., Nakatsubo T.
    • 学会等名
      Polar Ecology Conference 2014
    • 発表場所
      University of South Bohemia、Czech Republic
    • 年月日
      2014-09-23
  • [備考] 内田雅己

    • URL

      http://researchmap.jp/m_uchida

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公開日: 2016-06-01  

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