降水量を高時間分解能で復元するための、樹木髄の酸素・水素同位体比モデルの構築

构建树髓氧/氢同位素比模型以重建高时间分辨率降水

基本信息

批准号：
22K19854
负责人：
香川聡
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Forest Research and Management Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19854/
关键词：
葉面吸水年輪

项目摘要

森林総合研究所苗畑で生育したスギ苗木において、頂端の成長過程を６月～１０月の間に記録し、髄のおおよその形成時期を推定できるような苗木を育成した。これらのスギ苗木の髄の酸素・水素・炭素同位体比を約０．５ｍｍ程度の空間分解能で測定したところ、頂端から１０ｃｍ程度の部分では、酸素および水素同位体比が１パーミル以上低くなる鋭いピークが観測されたが、それより下の部分の髄ではこのようなピークは観測されなかった。この結果は、貯蔵物質であるでんぷんや糖を温水抽出・有機溶媒抽出処理により取り除いた髄試料でも変わらなかった。以上のような結果が得られた理由としては、例えば、頂端から１０ｃｍ程度の部分では、でんぷんや糖などの貯蔵物質の酸素同位体比は降水時の低い同位体比を反映しているものの、それ以下の部分では、貯蔵物質の酸素・水素同位体比が周囲の水により書き換えられた後のでんぷん・糖が細胞壁成分（セルロース・ヘミセルロース・リグニン）の形成に用いられたため、鋭いピークが観測されなくなった、といった原因が考えられる。最近の技術的ブレークスルーにより、樹木の葉・表皮および根それぞれに、重い酸素同位体を多く含む重水および重水素を多く含む重水のどちらか一方を吸収させた後、液体窒素により凍結して頂端分裂組織周辺の水の同位体比を調べることが、同位体の専門家でなくても行えるくらいに簡便になったが、今後はこれらの方法と組み合わせることにより、降雨時および非降雨時に形成される髄の葉面吸収水起源および根吸収水起源の酸素・水素の割合を明らかにし、これらの割合の変動（すなわち降水量・相対湿度の変動）が、髄（および髄付近の木部）の酸素・水素同位体比の変動とどう対応するのかを明らかにしていく必要がある。

对于林业和林产研究所苗圃培育的雪松幼苗，在6月至10月期间记录顶端的生长过程，并进行育苗，以便估算髓部形成的大致时间。当我们以大约0.5毫米的空间分辨率测量这些雪松幼苗髓部的氧、氢和碳同位素比值时，我们发现在距离顶端约10厘米的区域，氧和氢同位素比值急剧降低。观察到超过每密耳 1 个峰，但在该峰下方的髓中没有观察到这样的峰。即使在通过热水提取或有机溶剂提取去除淀粉和糖等储存物质的髓样品中，该结果也没有改变。产生上述结果的原因是，例如，在距顶点约10cm处，淀粉和糖等储存物质的氧同位素比反映了沉淀期间的低同位素比，在下部，储存物质呈酸性。可能的原因是不再观察到尖锐的峰，因为元素和氢同位素比率被周围的水重写后的淀粉和糖被用来形成细胞壁成分（纤维素、半纤维素和木质素）。最近的一项技术突破使树木的叶子、表皮和根吸收富含重氧同位素的重水或富含氘的重水，然后用液氮冷冻并在顶部分裂检查组织周围的水的同位素比率。变得如此简单，即使是非同位素专家也能做到；通过将此方法与的方法相结合，有必要澄清这些变化（变化）