渦相関法による年二作体系農業生態系の温暖化気体収支モニタリング

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年二作体系農業(二毛作水田)は,東アジア広範に行われ,食糧生産上も重要な農耕形態である.既往研究にみられる単作水田に比して,年間2倍近いCO_2固定能(ポテンシャル)を有するため,炭素の動態は,時期・量の点で大きく異なることが予想される.また,九州地域では,温暖な気候資源を利用した牧草の周年栽培が行われている.本研究では,これら年二作体系農業生態系における温暖化ガス交換量の特徴や,季節変化および年収支を明らかにすることを目的として,渦相関法によるCO_2フラックスの長期測定とその評価を行った.詳細な炭素循環サイクル解析には,さらに長期の観測が必要であると判断されたが,取得された通年データの解析から,以下のことが明らかになった.水田転換畑(麦-大豆輪作)におけるCO_2交換量では,冬作(麦)耕作期間のCO_2吸収は,夏作に匹敵する規模を持ち,一方,CO_2放出は比較的小さいことが明らかとなった.一方,夏作(大豆)では,CO_2吸収自体は中庸であったが,夏期の高温により,生態系呼吸も大きくなった.いずれの耕作期間もトータルとしてのCO_2交換量は,吸収側であったが,その量を比較すると,冬作の方が1.5倍程度大きいことがわかった.さらに,周年作牧草畑(トウモロコシーイタリアンライグラス)耕作においても,夏作(トウモロコシ)耕作期間の生態系呼吸が高いため,結果的にトータルのCO_2交換量は,冬作(イタリアンライグラス)耕作期間が勝った.さらに,夏作期間では,台風災害や虫害等により,生態系炭素吸収量の年々変動が非常に大きく,このことが,炭素循環に大きく影響していることが示唆された.