Evaluation of atmospheric nitrogen deposition on ecosystem: the special role of moss

大气氮沉降对生态系统的评价：苔藓的特殊作用

基本信息

批准号：
20K12137
负责人：
大石善隆
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Fukui Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

急速なアジアの発展に伴って近隣諸国から日本へ飛来する汚染物質が増加している。なかでも、窒素を含む化合物（窒素降下物）は植生を変化させ、生態系へ深刻な影響を与えるとされる。大気から窒素降下物を効率よく吸収するコケ植物は窒素汚染の影響を受けやすく、生態系の窒素循環を理解するためのカギの一つになると期待される。そこで、本研究では窒素汚染に対するコケの応答に着目し、（１）コケの窒素吸収特性や、（２）森林における窒素蓄積に担う機能を評価し、（３）窒素負荷の増大がコケを介して生態系の窒素循環に与える影響について考察した。まず、雨水に含まれる窒素成分がコケの窒素含有量に与える影響を分析した結果、コケの窒素含有量は雨水の窒素濃度と強い相関があった。そこで、雨水の窒素濃度とコケの窒素含有量・生長量との関係を解析すると、一部の種では雨水の窒素濃度の増加に伴ってコケの窒素含有量・生長量も増加した。しかし、窒素降下物の総量が閾値を超えるとコケのバイオマスが減少するという報告もあり、長期的な視点でコケの窒素応答を評価する必要がある。次に、日本の代表的な植生でコケに蓄積されている窒素量を算出した結果、亜高山帯針葉樹林や高層湿原において、コケは窒素プールとして大きな役割を果たしていることが確認された。ただ、高山帯の一部では、コケの窒素含有量が生育を阻害するレベルにまで高まっており、窒素降下物の増加がコケ群落の衰退につながることが指摘された。さらに生態系の窒素循環におけるコケの役割について分析を進めたところ、倒木上ではコケは群落直下の窒素量を増加させ、倒木の分解を促進していることが示唆された。以上より、コケは生態系において窒素プールや窒素循環に重要な機能を担っていることが明らかになった。しかし、窒素降下物の増加に伴ってこの機能が変化し、コケを介した森林の窒素循環に影響を及ぼすことが危惧される。

随着亚洲的迅速发展，从邻国飞往日本的污染物数量正在增加。其中，据说含氮化合物（氮辐射）会改变植被，并对生态系统产生严重影响。有效地吸收大气中氮辐射的苔藓植物容易受到氮污染的影响，并有望成为理解生态系统氮循环的关键之一。因此，在这项研究中，我们专注于苔藓对氮污染的反应，并评估（1）苔藓的氮吸收特征，（2）负责氮在森林中氮的积累的功能，以及（3）氮负荷增加对通过苔藓的氮周期增加的影响。首先，我们分析了雨水中包含的氮含量对苔藓的氮含量的影响，并发现苔藓的氮含量与雨水的氮浓度密切相关。因此，在分析雨水中的氮浓度与某些物种的氮含量和生长之间的关系时，氮含量和苔藓的生长随着雨水中氮浓度的增加而增加。但是，也有报道称，当氮的总量超过阈值时，苔藓生物量会减少，并且有必要从长期的角度评估苔藓的氮反应。接下来，计算了典型的日本植被中苔藓中积累的氮量，并确认苔藓在亚高山对针叶林和高层沼泽地中扮演氮池的主要作用。但是，有人指出，在某些高山区，苔藓的氮含量已升高到抑制生长的水平，氮降低会导致苔藓群落的下降。此外，我们分析了苔藓在生态系统的氮循环中的作用，并建议苔藓增加了社区下面的氮的量，从而促进了树木的分解。从上面可以看出，苔藓在生态系统中的氮池和氮循环中起着重要作用。但是，人们担心此功能会随着氮辐射的增加而改变，这将影响森林通过苔藓的氮循环。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

コケの魅力

苔藓的魅力

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
大石善隆
通讯作者：
大石善隆

Are bryophytes at higher elevations exposed to transboundary nitrogen pollution?

高海拔地区的苔藓植物是否会受到跨界氮污染？

DOI：
10.24474/bryologicalresearch.12.8_205
发表时间：
2022
期刊：
Bryological Research
影响因子：
0
作者：
大石善隆
通讯作者：
大石善隆

Seasonal differences in nitrogen deposition affect nitrogen content in mosses: Implications for biomonitoring

DOI：
10.1016/j.enmm.2023.100783
发表时间：
2023-01
期刊：
Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management
影响因子：
0
作者：
Yoshitaka Oishi
通讯作者：
Yoshitaka Oishi

森林生態系におけるコケ・地衣類の窒素プール機能

森林生态系统中苔藓和地衣的氮库功能

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
大石善隆
通讯作者：
大石善隆

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通讯作者：
深澤遊・大園享司・武田博清