中国北部草原の劣化生態系に生育する主要植物種に及ぼす気候変動の影響

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植生衰退/土壌劣化が進行する中国北部草原生態系(シリンゴロ草原等)の現地環境/将来環境を環境制御室に再現し、二酸化炭素(CO_2)濃度増加、気温上昇、土壌乾燥化等の複合環境が、現地の主要な草本Stipa grandisや灌木Caragana microphyllaに及ぼす影響を、生理生態/植生構造的に比較解析し、中国北部草原生態系に及ぼす気候変動の影響を予測する。また、劣化草原の回復・再生に資する乾燥地生態系の基盤的情報の提供に寄与する。CO_2濃度2段階(明/暗期:400/450、800/900ppm)、温度2段階(明/暗期:25/15、31/21℃)、灌水量4段階(30、60、90、120mm/月)の複合実験を行った。CO_2濃度増加は植物の生長を促進し、温度上昇はCO_2の効果を促進した。温度上昇は、C.microphyllaの生長を、400ppm CO_2で若干抑制し、800ppm CO_2で促進したが、S.grandisの生長を、両CO_2濃度で増加させた。水欠乏(30、60mm/月)は生長を抑制したが、特に400ppm CO_2および31/21℃で顕著であった。葉重比(LAR)や比葉面積(SLA)は、CO_2増加で減少し、S.grandisでは水ストレス増加により減少した。温度上昇は種や他の環境要因によって異なる影響を示した。C.microphyllaの光合成速度は、CO_2濃度上昇によって増加したが、温度上昇や水ストレス増加は、400ppm CO_2では抑制的に、800ppm CO_2でな促進的に作用した。ただし、高温かつ高水ストレスでは、光合成は抑制された。脂質過酸化(ダメージ)指標のマロンジアルデヒド(MDA)含有量は、温度上昇や水ストレス増加によって増加傾向を示したが、CO_2濃度上昇では顕著な影響が認められなかった。これらの結果から、高温や水欠乏による植物への悪影響はCO_2濃度上昇によって若干緩和される傾向が認められたが、激しい旱魃はこのCO_2効果を打ち消すことが示された。将来の気候変動予測シナリオにおいて、これらの環境要因の複合影響は、中国北部の半乾燥地草原生態系の生産性を減少させ、砂漠化を加速する可能性があることが示唆された。