大気中二酸化炭素濃度増加による冷温帯樹木の木部構造の変化および炭素固定能への影響

大气二氧化碳浓度增加导致寒温带树木木质部结构变化及其对固碳能力的影响

基本信息

批准号：
05J09144
负责人：
江口則和
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

二酸化炭素濃度([CO_2])の上昇が社会問題となっている。本研究では高CO_2環境に対する冷温帯樹木11種の生理生態特性の変化を解明し、CO_2固定能力の変化を評価することを目的とした。CO_2付加にはFree Air CO_2Enrichment(FACE)を用いた(北海道大学札幌研究林実験苗畑に設置)。FACE内の[CO_2]は2040年頃を想定して500ppmvとした(対照区+130ppmv)。また、FACE内の土壌を半分に区切り、片面を富栄養の褐色森林土、もう片面を貧栄養の火山灰土壌とした。まずCO_2同化特性(光合成)の変化に着目した。火山灰土壌では高CO_2処理をしてもあまり増加しなかった。樹木は成長することで同化したCO_2を長期間貯留する。そこで樹幹成長の変化を調べた。高CO_2処理による成長の促進効果は、火山灰土壌やCO_2付加期聞が長いと認められなくなった。CO_2貯留を評価するためには、材質の変化を明らかにすることも重要である。そこで、材質に影響を与える水分通道構造の変化を調べた。長期間の高CO_2処理によって、道管を流れる流量の継続的な低下が起こり、道管サイズが低下することが分かった。また、CO_2上昇に伴う冷温帯林のCO_2貯留量の変化を評価した。すると、褐色森林土でのみCO_2貯留量が増加した。この増加割合は他地域の成果と同等であった。本研究により、東アジア冷温帯林における高CO_2環境下でのCO_2固定機能変化に関する知見が得られた。本研究では、CO2濃度上昇の影響を個葉から個体、群落スケール別に評価することで、各樹木の生理生態的な応答を詳細に解明することができた。また、冷温帯を構成する代表的樹種の将来環境下での保全管理に関する指針を与えた。

二氧化碳浓度的增加（[CO_2]）已成为一个社会问题。这项研究旨在澄清11个冷温树的生理生态特性的变化，以响应高CO_2环境，并评估CO_2固定能力的变化。免费的空气CO_2enrichment（面）用于添加CO_2（安装在北海道大学的Sapporo Research Forest实验幼苗领域）。 [CO_2]假设在2040年左右，则将面部设置为500 ppmv（控制部分+130 ppmv）。面部内部的土壤也分为一半，一侧是富营养化的棕色森林土壤，另一侧是营养丰富的火山灰土壤。首先，我们专注于CO_2同化属性的变化（光合作用）。在火山灰的土壤中，即使经过高CO_2处理，也没有显着增加。树木生长会在很长一段时间内积累同化的CO_2。然后，我们研究了树干生长的变化。高CO_2处理的生长促进作用不再被认为是火山灰土壤和CO_2添加期。澄清材料的更改以评估CO_2存储也很重要。因此，我们研究了影响材料的水分通道结构的变化。发现长期高的CO_2治疗导致通过该区域的流量持续下降，从而导致道的大小降低。此外，我们评估了CO_2上升的冷温带森林中CO_2存储量的变化。这仅导致CO_2仅在棕色森林土壤中存储。这种增加与其他地区的结果相当。这项研究提供了有关在高CO_2环境下东亚冷温者森林中CO_2固定功能变化的洞察力。在这项研究中，我们能够通过评估各个叶子和社区规模的二氧化碳浓度的影响来详细阐明每棵树的生理和生态反应。此外，在未来的环境中还提供了组成冷气区的代表性树种的保护指南。