様々な枯死有機物の分解呼吸特性とそれを考慮した森林土壌炭素蓄積速度の推定

考虑各种死亡有机物及其分解和呼吸特性的森林土壤碳积累率估算

• 批准号: 13J02482
• 负责人: 安宅 未央子
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02482/
• 关键词: 分解呼吸; 枯死有機物; 落葉層; 環境要因; 含水比; 季節変化; 土壌呼吸; 微生物バイオマス; 自動チャンバー; 連続測定; 土壌炭素動態; 降雨応答性

本研究の目的は、個々の枯死有機物（落葉・枯死根・枯死木）の分解呼吸量と、それぞれに固有の環境要因・基質特性との関係を定量化し、各基質の分解過程を考慮に入れた森林の枯死有機物分解－土壌炭素蓄積プロセスの解明と定量的評価をすることである。本年度は、尾根と谷を含んだ複雑地形の特徴である落葉の不均質性に着目し、流域全体でのリタ―量調査や落葉量の違いが分解呼吸に与える影響について定量評価した。さらに、リタ―量―土壌炭素蓄積量の関係に着目した土壌炭素量の調査も広範囲で行った。その結果、落葉分解呼吸量は流域内において0.31～1.41tC/haといった非常に大きなばらつきを示した。落葉分解呼吸は、落葉の量とその含水比の不均質な分布を通じて、土壌呼吸の時間的・空間的な変動の重要な制御因子になることが明らかになった。本研究結果から得られた落葉分解呼吸と、本試験地で過去に測定された枯死根や枯死木の分解呼吸の結果を比較検討することにより、それぞれの枯死有機物の物理特性（サイズ）や存在位置（表層・土中）が、その基質に固有の環境状態（特に水分条件）を決定し、その結果として分解呼吸速度に影響を与えていることを示した。さらに、２年にわたる分解呼吸速度の連続測定結果から季節的なヒステリシスが確認され、等温度条件下にもかかわらず春期の分解呼吸速度は、秋期よりも３倍ほど高い傾向を示すことが分かった。さらに、微生物バイオマスの結果からも同様の傾向を示したことから、微生物因子が分解の進行に伴い変化していることが明らかになった。今後は、環境因子・基質特性－分解呼吸速度の関係だけでなく、微生物因子も組み入れた評価が必要であることが示された。これらの成果は、国際誌（PLOSone）、日本森林学会、日本生態学会、International Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plantで発表した。

本研究的目的是量化个体死亡有机物（落叶、死根、枯木）的分解呼吸速率与其独特的环境因素和基质特征之间的关系，并考虑到每种基质的分解过程本研究的目的是阐明并定量评估干燥森林中死亡有机物的分解和土壤碳积累过程。今年，我们重点关注山脊、山谷等复杂地形的特征——落叶异质性，对整个流域的落叶量以及落叶量差异对流域落叶量的影响进行了定量评估。关于分解和呼吸。此外，我们对土壤碳含量进行了广泛的调查，重点关注凋落物数量与土壤碳积累量之间的关系。因此，流域内叶片呼吸量变化较大，范围为0.31~1.41 tC/ha。研究表明，凋落物分解呼吸通过落叶量及其含水量的异质分布，是土壤呼吸时空变化的重要控制因素。通过将本研究结果获得的落叶分解呼吸与过去在该测试地点测量的死根和死树的分解呼吸结果进行比较，我们确定了每个死亡有机物的物理特征（大小）和存在情况。我们表明，位置（表层/底土）决定了基质的特定环境条件（尤其是湿度条件），进而影响分解呼吸速率。此外，通过两年来连续测量分解呼吸速率的结果证实了季节滞后现象，并且发现尽管处于等温条件下，春季的分解呼吸速率往往比秋季高出约三倍。此外，微生物生物量的结果也显示出类似的趋势，表明微生物因素随着分解的进行而变化。事实证明，未来的评估不仅需要考虑环境因素/底物特征与分解呼吸速率之间的关系，还需要考虑微生物因素。这些结果发表在国际期刊（PLOSone）、日本林业学会、日本生态学会和木本植物根生理过程国际研讨会上。

项目成果

Using Capacitance Sensors for the Continuous Measurement of the Water Content in the Litter Layer of Forest Soil

• DOI: 10.1155/2014/627129
• 发表时间: 2014-01-01
• 期刊: Applied and Environmental Soil Science
• 影响因子: 2.2
• 作者: Ataka, M.;Jomura, M.;Tani, M
• 通讯作者: Tani, M

Comparison of temporal stability of CO2 efflux between below and aboveground litter associated with the specific wetting and drying cycle

与特定干湿循环相关的地下和地上凋落物二氧化碳流出时间稳定性的比较

• 发表时间: 2014
• 作者: Ataka M.;Kominami Y.;Matsumoto A.;Tani M.
• 通讯作者: Tani M.