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大気CO2濃度が菌根菌との相互作用を通して光合成機能と樹木群集構造に及ぼす影響

大气CO2浓度与菌根真菌相互作用对光合功能和树木群落结构的影响

基本信息

批准号：
20K15559
负责人：
赤路康朗
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute for Environmental Studies
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

本研究では、植物の光合成活性や成長に対する大気CO2濃度増加影響が土壌タイプ（同種土壌・他種土壌）で異なるかを検証している。本年度は2021年から温室で生育させているブナ一年生実生42個体を対象に、光合成に関連した計測を主に実施した。まずは、日中の気孔コンダクタンスが二つの大気CO2濃度（約400ppm・700ppm）および三つの土壌タイプ（ブナ林冠下土壌・イタヤカエデ林冠下土壌・トチノキ林冠下土壌）で異なるかを調べた。結果として、CO2濃度700ppmで生育させたブナ実生はコントロール区(約400ppm)よりも日中の気孔コンダクタンスが低下していた。また、ブナ林冠下土壌で生育させたブナ実生の気孔コンダクタンスは他の二つの土壌タイプにおける値よりもやや低い傾向がみられた。各生育大気CO2濃度下における光飽和時の純光合成速度を計測したところ、イタヤカエデ林冠下土壌とトチノキ林冠下土壌で生育させたブナ実生は、CO2濃度700ppmでより高い光合成速度を示した。一方で、ブナ林冠下土壌で生育させた実生では、二つのCO2濃度条件間で同程度の純光合成速度を示した。次に、A-Ci曲線（光合成速度と葉内二酸化炭素濃度の関係）を計測し、ファーカーモデルを用いて最大カルボキシル化速度（Vcmax）と最大電子伝達速度(Jmax)を推定したところ、CO2濃度700ppm・ブナ林冠下土壌の条件でVcmaxとJmaxが低くなっていた。これらのことから、ブナ林冠下土壌での低い純光合成速度は、気孔コンダクタンス、Vcmax、およびJmaxの低下に起因することが示唆された。加えて、Vcmax/Jmax比はCO2濃度700ppmで低かったことから、高CO2生育条件ではルビスコの量・活性が特に低下することが示唆された。

This study demonstrated the effects of elevated CO2 concentrations on photosynthetic activity and growth of plants. This year, 42 individuals were born in 2021, and the measurement of photosynthesis was carried out. The concentration of CO2 (about 400ppm·700ppm) in the middle of the day is different from that in the middle of the day. As a result, CO2 concentrations of 700ppm and 700ppm decreased in the middle of the day. In addition to the above, there is a tendency to reduce the number of children born under the canopy. The rate of pure photosynthesis was measured at high CO2 concentration and high CO2 concentration at 700ppm. The growth rate of soil under forest canopy was higher than that under CO2 concentration. The A-Ci curve (the relationship between photosynthetic rate and carbon dioxide concentration in leaves) was measured, and the maximum photosynthetic rate (Vcmax) and maximum electron transmission rate (Jmax) were estimated. Under the condition that CO2 concentration was 700ppm, Vcmax and Jmax were low. The cause of the decrease in the synthetic velocity of pure light in the soil under the canopy is shown in the following table. Increase in CO2 concentration, Vcmax/Jmax ratio, 700ppm, low CO2 concentration, high CO2 growth conditions, low activity, low