Measurements of GHG emissions and biogeochemical mechanisms of permafrost soils

多年冻土温室气体排放和生物地球化学机制的测量

基本信息

批准号：
20H04314
负责人：
米村正一郎
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Prefectural University of Hiroshima
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

コロナ禍がまだまだ続いているため，凍土を取得することが出来ない状況が続いていたが、年度後半に、アラスカ大学フェアバンクス校国際北極センターの協力を得て、アラスカ産の凍土試料を入手することができた。凍土の実試料を用いた動態、元素分析等の実験を開始した。引き続き、来年度、追加の試料を確保するため、現地研究者との調整並びに調査準備を行った。１）永久凍土サンプルの前に，活動層サンプルをガス交換量測定システムを用いてCO2交換量を調べるテスト実験を行った。用いられた土壌はノルウェーシュピッツベルゲン島ニーオルスンサイトで得られた活動層の土壌サンプルである。土壌サンプルとしては，土壌のみのサンプル，植物を含むサンプルである。そして，これらのサンプルの凍結後（-2℃）の融解時（0℃まで）および加水時のCO2放出動態を調べた。これらのサンプルに水を加えた際のサンプルでは，一過性の放出量増加が見られた。しかしながら，融解の効果の方が大きかった。温度が0℃で融解した場合には半日程度でCO2放出量がおおよそ一定の量になった。また，これらを総合すると凍土地帯での春先の融解時期にCO2放出が加速されることが予測された。また，難分解性SOMの1つである腐植酸（HA）の抽出手法を確立した。そして，培養実験を行い，北極土壌であっても難分解性有機物を分解するポテンシャルを持っていると考えられる。２）土培養試料の有機炭素成分（脂質等）の14C、13C、TOC分析のため、加速器質量分析計(AMS)による微量放射性炭素同位体計測前処理に関連した実験の検討を行った。特に、微生物脂質（脂肪酸など）を抽出・精製方法の検討、AMSによる14C同位体比測定のための実験環境の整備を行った。特に、極微量AMS-14Ｃ測定のための条件検討を一部進めることはできた。その成果の一部は、本年度、国際誌に公表された。

随着19号大流行的继续，不可能获得冷冻土壤，但是在财政年度的下半年，随着阿拉斯加大学费尔班克斯大学国际北极中心的合作，我们能够从阿拉斯加获得冷冻的土壤样品。我们已经开始使用冷冻土壤的实际样品进行实验，例如动力学和元素分析。明年，我们继续与当地研究人员进行协调，并为调查做准备，以确保其他样本。 1）在永久冻土样品之前，进行了一个测试实验，以使用气体汇率测量系统在活动层样品上交换的二氧化碳量。所使用的土壤是在挪威斯皮茨贝根（Spitzbergen）的尼尔森特（Niorsune）获得的活性层的土壤样品。土壤样品是仅土壤样品和含植物的样品。然后在解冻时检查这些样品的二氧化碳释放动力学，并在冷冻后加入水后（-2°C）。将水添加到这些样品中时，样品显示释放量的瞬时增加。但是，熔融效果更大。当温度在0°C下熔化时，释放的二氧化碳量在大约半天内大约是恒定的。此外，当将它们合并时，可以预测在早春在冷冻地带的熔化期间将加速二氧化碳释放。我们还建立了一种提取方法，用于腐殖酸（HA），这是最难降解的SOM之一。然后，进行了培养实验，也认为即使在北极土壤中，它也有可能分解难以降解的有机物。 2）研究了与土壤培养样品中有机碳成分（脂质等）的14C，13C和TOC分析，研究了与使用加速器质谱仪（AMS）对痕量放射性碳同位素测量相关的实验。特别是，我们研究了提取和纯化微生物脂质（脂肪酸等）的方法，并开发了使用AMS测量14C同位素比的实验环境。特别是，我们能够部分进行条件研究，以测量极少量的AMS-14C。一些结果于今年发表在国际杂志上。