Controlling mechanism of accumulation and decomposition of soil organic carbon

土壤有机碳积累与分解的控制机制

基本信息

批准号：
20H04322
负责人：
渡邉哲弘
金额：
$ 9.48万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、土壌有機炭素-粘土鉱物界面の解析によって有機炭素の蓄積メカニズムを解明し、また微生物群集組成および活性の解析によって有機炭素の分解メカニズムを明らかにする。さらにそれらが、実測された土壌有機炭素の分解・蓄積を説明できるかを検証し、土壌有機炭素動態の予測に重要なメカニズムを特定する。本年度は、風化程度が大きく異なるインドネシア、タイ、カメルーン、タンザニア、日本の212地点の非火山灰性の土壌（表層と下層）について、炭素蓄積に寄与する土壌の地化学的要因を調べた。土壌炭素蓄積に対する粘土・シルト、活性アルミニウム・鉄、鉄酸化物の影響を比較したところ、土壌の深度、風化程度にかかわらず、活性アルミニウム・鉄含量がもっとも重要であった。下層土壌においては、土壌が酸性である場合、気候帯、風化程度、土壌タイプによらず、1モルの活性アルミニウム・鉄に対して4～5モルの炭素が結合していた。表層土壌においても炭素含量は活性アルミニウム・鉄含量と相関したが、下層土壌よりも相関は弱く、また活性アルミニウム・鉄に対する炭素の割合が下層よりも高かったことから、活性アルミニウム・鉄を核として有機物が複層構造を形成し蓄積していると考えられた。また、pHが比較的高い土壌（pH > 6）については、活性アルミニウム・鉄とともに交換性カルシウム・マグネシウムの寄与が大きく、カルシウム・マグネシウムによる架橋構造も重要であることが示された。

在本研究中，我们将通过分析土壤有机碳-粘土矿物界面来阐明有机碳的积累机制，并通过分析微生物群落组成和活性来阐明有机碳的分解机制。此外，我们将验证这些方法是否可以解释观察到的土壤有机碳的分解和积累，并确定对于预测土壤有机碳动态的重要机制。今年，我们在印度尼西亚、泰国、喀麦隆、坦桑尼亚和日本的 212 个地点调查了导致非火山灰土壤（表层和下层）碳积累的土壤地球化学因素，这些地点的风化程度存在显着差异。当比较粘土/粉土、活性铝/铁和铁氧化物对土壤碳积累的影响时，无论土壤深度和风化程度如何，活性铝/铁含量是最重要的。在底土中，当土壤呈酸性时，无论气候带、风化程度或土壤类型如何，1 摩尔活性铝/铁都会结合 4 至 5 摩尔碳。在表层土壤中，碳含量也与活性铝和铁含量相关，但相关性弱于下层土壤，并且碳与活性铝和铁的比例高于下层土壤中的有机质。形成多层结构并堆积。此外，对于pH值较高（pH > 6）的土壤，交换性钙、镁以及活性铝、铁的贡献较大，表明钙、镁的交联结构也很重要。