2017 Fiscal Year Annual Research Report
バイオチャーを用いた森林における炭素隔離効果と生態系応答機構の解明
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15H01730
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
小泉 博 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (50303516)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 美由紀 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 研究員 (30467211)
藤嶽 暢英 神戸大学, 農学研究科, 教授 (50243332)
吉竹 晋平 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助手 (50643649)
川東 正幸 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (60297794)
飯村 康夫 滋賀県立大学, 環境科学部, 助教 (80599093)
加藤 拓 東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (90571828)
友常 満利 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 助教 (90765124)
関川 清広 玉川大学, 農学部, 教授 (40226642)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | バイオチャー / 有機物分解 / 生態系純生産 / 純一次生産 / 従属栄養生物呼吸 / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バイオチャーに対する森林生態系の応答解析においては、バイオチャー散布区で引き続き生態系純生産、純一次生産、従属栄養生物呼吸の測定を行った。特に従属栄養生物呼吸については新たにトレンチ法を用いることで、バイオチャー散布が従属栄養生物呼吸の土壌呼吸に対する寄与を変化させ、生態系純生産に影響を与えていることが明らかになった。また、新たに幼齢林にバイオチャーを散布し、室内実験とともに植物の光合成に対する影響を評価した。その結果、バイオチャーの一部の成分が間接的に肥料として働き、光合成活性を高め、それと同時に植物バイオマスの増加を引き起こしていることが示された。
バイオチャーの特性と動態解明においては、散布直前から継続してサンプルを採取し、バイオチャー層、有機物層、鉱質土層の物理化学、微生物特性を測定した。その結果、有機物堆積層においては昨年度に認められた差は小さくなりつつあるが、新たに硬質土層の微生物組成や窒素の無機化速度に差が認められるようになった。これは、バイオチャー散布の影響が時間とともに徐々に下層に出始めていることを示しているのと同時に、散布方法がバイオチャーを用いた炭素隔離においては重要となることを示唆している。
バイオチャーの作出と散布技術の開発においては、引き続き、バイオチャーとしてススキ炭化物を用いた散布実験を試みている。また、農地での散布や山火事などによる炭化物の影響といった研究例と測定値を比較することで、バイオチャーの適切な散布方法について議論を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね予定通りに研究を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ⅰ バイオチャーに対する森林生態系の応答性解析とモデル化
１）応答性解析：昨年度と同様の野外操作実験および室内実験を継続する。森林生態系の炭素固定能(生態系純生産量:NEP)は、生産者の純一次生産量と、微生物による土壌有機物の分解呼吸量の差として求めることが出来る。散布濃度と散布方法を変えた野外操作実験区において生態系純生産量を推定し、バイオチャー散布による森林生態系の炭素固定能に与える影響の解明を試みる。また室内実験においてはこれまでの各測定結果を統合し、植物ポット実験におけるコナラ稚樹のNEP評価を行う。
２）モデルによる評価：野外・室内実験の結果を統合的に解析し、バイオチャーを散布した森林生態系の物質動態とその収支をモデルにより評価する。このモデルシュミレーションにより、バイオチャー投入量に対する森林生態系の①炭素固定能変化の解明、②物質循環機構の解明、および③最適な炭素隔離効果の把握が可能になる。さらにこれらの結果は低炭素社会に向けた新たな森林管理のための知見としても提供できる。
Ⅱ バイオチャーの動態解明と散布技術の開発
１）動態解明：安定同位体比や年代測定データの結果と統合することで、野外・室内実験土壌の有機物特性の解明を試み、バイオチャーの炭素固定能をはじめとする各種機能性に対する化学的根拠を立脚する。また、前年度から継続している定期的試料採取から、養分分配の経時的変化と、散布後の経時的なバイオチャーの分散・移動に伴う、養分の移動と林地微地形との関係を検討する。さらに、バイオチャー散布による森林生態系での効率的養分循環の確立を行う。
２）バイオチャーの作出と散布技術の開発：昨年度と同様の解析を行うとともに、低炭素社会に向けたシナリオ作りを目指す。
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Research Products
(11 results)
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[Presentation] Response of soil respiration to biochar addition during three years in a secondary warm-temperate deciduous forest, Japan2017
Author(s)
Mitsutoshi Tomotsune, Rika Yamada, Shingo Masuda, Nobuhiko Suminokura, Yuki Tsukimori, Asahi Honda, Shinpei Yoshitake, Nobuhide Fujitake, Toshiyuki Ohtsuka, Hiroshi Koizumi
Organizer
Ecology Across Borders
Int'l Joint Research
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