【研究領域課題番号】21K05682 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

北方林 / 落葉広葉樹 / 針葉樹 / 長期的動態 / 年輪解析 / 安定同位体比 / 気候変動 / 二酸化炭素濃度上昇 / 種組成変化 / 年輪

【研究成果の概要】

本研究は、世界的に報告されている北方林における落葉広葉樹の増加の普遍性の検証、メカニズムの解明をするために、北海道全域の天然林を対象に、落葉広葉樹率の変化が地理的にどのように起きているのか、20世紀初頭から変化し続けているのか、落葉広葉樹・針葉樹がそれぞれどのように環境変化に応答しているのか、を検証する。そのために、（１）多地点データによる落葉広葉樹率変化の地理的パターンの解析、（２）歴史的資料解析による落葉広葉樹率の20世紀中の変化の解析、（３）年輪データ解析による環境変化応答の落葉樹・針葉樹の比較を行う計画となっている。
本年度は、（１）については文献調査を行い、関連する先行研究事例やデータを収集した。（２）については、北海道演習林に保管されている資料の整理と情報の収集を行った。また、1960年代以降の毎木測定データを解析した結果、北海道演習林では落葉広葉樹の割合が広域的に増加していた。（３）については、北海道演習林に保管されていた年輪解析資料を数値データ化した。また、2021年に伐採された樹木50本から、年輪を解析するための切断面を円板状に採取した。この採取した円板をスキャナーで画像として取り込み、年輪幅の測定を行った。これらの年輪データを解析し、針葉樹と落葉広葉樹の長期的な幹成長パターンを解析した結果、針葉樹では、過去100年にわたって連続的に成長量が減少している可能性が示唆された。一方で、落葉広葉樹は1980年以前はほとんど減少は見られず、1980年以降に減少する傾向が示された。つまり、針葉樹の成長量の低下が、北方林の落葉広葉樹の増加に関係している可能性がある。今後は、この要因を解明するために、環境要因との関係性の解析や、年輪の安定同位体比の解析を行う必要がある。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】15H01729 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

氷期 / 鍾乳石 / 石筍 / 流体包有物 / 安定同位体比 / 気温変動 / アジアモンスーン / 古気候 / 安定同位体 / 気候変動 / 同位体 / 沖縄 / 第四紀 / 古気候学 / 最終氷期

【研究成果の概要】

分析手法は、乾燥・破砕・データ処理プロセスの自動化と改良等により簡略化することができた。また、予期していなかった前処理時の加熱による同位体再平衡の問題を発見し、この効果を定量的に見積もることで、今後の解析に重要な基礎的知見を得た。洞窟観測と石筍採取は、ほぼ計画通りに実施できた。気候復元に向けた分析は分析計の故障により遅れたものの、期待していた最終退氷期における連続的な流体包有物の同位体比データは取得することができた。また、降水の酸素17に関する新しい知見も得られた。沖縄の鍾乳石からは、最終氷期最盛期からベーリングアレレード温暖期にかけての温暖化を示す定量的な気温データを初めて得ることができた。

【研究の社会的意義】

気候変動のメカニズムを理解するためには、長期間のデータが必要である。陸域の気候変動の記録媒体として鍾乳石は重要だが、定量的な気候復元は困難であった。本研究では、鍾乳石に閉じ込められた流体包有物の同位体比に注目して、過去の気温変動の定量的な復元を目指した研究を実施した。分析手法の地道な改良と検証実験により流体包有物の同位体比がほとんど変質を受けずに過去の降水の情報を保存していることが分かった。この結果は今後の鍾乳石の流体包有物研究の基礎的な知見として意義がある。また、沖縄の鍾乳石からは、最終氷期最盛期から現在の間氷期にかけての温暖化が開始する際の定量的な気温データを初めて得ることができた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)

【研究分野】地域環境工学・計画学

【研究領域課題番号】25252044 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

温室効果ガス / 水田 / 二酸化炭素 / メタン / 亜酸化窒素 / メタン資化性菌 / N2O還元菌 / 土壌 / ガスフラックス / 収量 / 土壌水分量 / 土壌酸化還元電位 / 間断灌漑 / メタンガス / 土壌水分 / 土壌微生物 / 気象条件 / 亜酸化窒素ガス / ライシメーター / 環境調和型農林水産 / 気候変動 / 地球温暖化ガス排出削減 / 土壌圏現象 / 農業工学 / 天然安定同位体比 / メタン生成古細菌 / 熱帯水田 / 温帯水田 / 長期変動 / 安定同位体比 / 水田土壌 / チャンバー法 / イネ / 通気組織 / 緩和渦集積法 / 渦相関法 / 炭素安定同位体比

【研究成果の概要】

水田におけるGHG生成機構と接地気相中への放出機構を解明し発生軽減農法の開発を目的とした。ライシメーターにおいて水管理法を変えて水稲を栽培し、収量と温室効果ガスフラックスを測定した。また、メタン生成菌、メタン資化性菌の分離を試みた。間断灌漑を取り入れた水管理で湛水区と比べてGHGsフラックスが減少した。イネの通気抵抗が高温の熱帯では小さくなることから、熱帯でより大きいCH4放出となった。熱帯水田は正味温室効果ガスの放出源として、温帯水田は吸収源であった。水稲の根が繁茂する土壌から調整したeDNA中には好気性メタン資化性菌由来のpmoA遺伝子が増幅したので、本菌によるメタンの利用が考えられた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-10-21 - 2018-03-31

【配分額】43,680千円 (直接経費: 33,600千円、間接経費: 10,080千円)