樹体内炭素動態に基づいた森林土壌の炭素放出プロセスの解明

基于树内碳动态阐明森林土壤碳释放过程

基本信息

批准号：
19K20439
负责人：
安宅未央子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、樹木の各部位の炭素放出速度をリアルタイムで測定できる手法と樹体内炭素動態を測定できるパルスラベリング法を用いて、樹木の各部位のCO2放出速度の環境応答特性を評価し、樹体内炭素動態と関連付けることで、地上部－地下部生態系間のつながりに着目した森林土壌炭素放出プロセスを定量的に解明することを目的とした。本年度はコナラの成木や萌芽木を対象に、チャンバーの取り付けや測定機材の設置を行い、幹呼吸や土壌呼吸の測定を開始した。また、秋にはパルスラベリング実験を行い、樹体内の炭素動態を調べた。幹のCO2放出速度は季節変化し、冬季に低く、夏季に高い傾向を示した。高温度帯（20～30℃）に属する6月～9月の幹のCO2放出速度に着目すると、後半の月よりも成長期である6, 7月に高い傾向を示した。また、幹のCO2放出速度は日内変化し、そのピークは14－19時あたりで示され、温度や日射量のピークよりも数時間ほど遅いといったタイムラグがみられた。一方、同位体パルスラベリング実験では、光合成によって吸収された13Cが、数時間で幹へと移動したことから、このタイムラグは光合成産物の炭素の移動時間によって説明できるのではないかと考えられる。さらに、長期観測による幹のCO2放出のδ13Cの変動は、落葉期間には定常し、展葉がはじまると再び減少をはじめることがわかった。以上より、樹木のCO2放出速度のリアルタイム観測とパルスラベリング法による樹体内炭素動態の観測結果から、呼吸速度－環境因子関係のばらつきを説明することができた。

在本研究中，我们采用了可以实时测量树木各部分碳释放速率的方法和可以测量树木内部碳动态的脉冲标记方法，来评估CO2释放速率的环境响应特征目的是定量阐明森林土壤碳释放过程，重点关注地上和地下生态系统之间的联系，将其与内部碳动态联系起来。今年，我们在成熟和发芽的栎树上安装了试验箱和测量设备，并开始测量树干呼吸和土壤呼吸。此外，在秋天，我们进行了脉冲标记实验，以研究树内的碳动态。树干CO2释放率存在季节性变化，冬季较低，夏季较高。关注6-9月处于高温区（20-30℃）的树干CO2释放率，发现6、7月为生长季，其CO2释放率较后期较高。。此外，树干释放二氧化碳的速率全天各不相同，在下午 2:00 至 7:00 之间达到峰值，比温度和太阳辐射的峰值晚了几个小时。另一方面，在同位素脉冲标记实验中，通过光合作用吸收的 13 C 在几个小时内转移到树干，这表明这种时间滞后可能是由光合作用中的碳移动所需的时间来解释的。此外，长期观测表明，在落叶期，树干CO2排放δ13C的波动保持稳定，当叶子开始展开时，δ13C又开始下降。如上所述，我们可以通过实时观察树木的CO2释放速率以及使用脉冲标记方法观察树木内部的碳动态来解释呼吸速率与环境因素之间关系的变化。