森林土壌圏における微生物動態に立脚した多様な有機物の分解呼吸プロセスの解明

基于森林土壤微生物动力学阐明各种有机物的分解和呼吸过程

• 批准号: 16J08135
• 负责人: 安宅 未央子
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyoto University (2018)Forest Research and Management Organization (2016-2017)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J08135/
• 关键词: 分解呼吸; 落葉層; 溶脱; 有機物; 連続測定; リーチング; 林内雨; 炭素収支; フラックス; 溶存炭素; 環境変動; 土壌水; 微生物バイオマス; 季節変化; ヒステリシス; 従属栄養呼吸; 暖温帯林; 水分動態

樹木から脱落した落葉などの有機物は、環境の変化に応じた土壌微生物による分解作用を受けて、分解呼吸として大気へのCO2放出そして溶脱として水とともに土壌へ炭素を流出する。そのため森林土壌においては、有機物の供給量と炭素の放出量（分解呼吸量）・流出量（溶脱量）のバランスによって、土壌炭素蓄積量が決定される。本研究では、落葉層の炭素の放出量（分解呼吸量）と流出量（溶脱量）の季節変化を定量的に評価するために、両者の観測を可能としたチャンバーを用いて、１年をとおした分解呼吸量の連続測定と溶脱量の定期観測を行った。チャンバーは下部に雨水を貯水できるタンクを備え、下部タンクとつながったパイプを通して水を回収する構造で、同じ落葉サンプルからの分解呼吸量と流出量の測定を同時に行うことができる。落葉層の分解呼吸量は、自動チャンバーを用いた連続観測によって１時間ごとの測定を行った。落葉層の溶脱量は、林内雨（N=4）と落葉層透過水(N=5)の溶存炭素量の差から求められた。分解呼吸は、落葉層の湿潤―乾燥サイクルに応じて増減した。降雨時の分解呼吸はピークを示し、そのピークの大きさは温度に応じた季節変化を示した。落葉層の溶脱量は分解初期や夏期において高い傾向にあるが明瞭ではなかった。一方で、落葉層の溶脱量は採水量と正の関係を示し、降水量に応じて落葉層から炭素が流出することが明らかになった。１年を通して実測された値の積算値である年間の分解呼吸量は、52.42 gC m-2であり、溶脱量は2.17 gC m-2であった。そのため、年間の落葉炭素収支において、初期落葉重量に対し、分解呼吸量として21.2%、溶脱量として0.9％の炭素が放出・流出することが明らかとなった。

Leaves fall off trees か ら し た な ど の は organic matter, the environment is の variations change に 応 じ 壌 た soil microbial に よ を る catabolism by け て, decomposition breathing と し て big 気 へ の CO2 released そ し て dissolve off と し て water と と も に soil 壌 へ carbon を outflow す る. そ の た め forest soil 壌 に お い て は, organic の supply と carbon の release quantity (decomposition volume) outflow (dissolved) off の バ ラ ン ス に よ っ て 壌, soil carbon stock volume が decided さ れ る. This study で は, leaf litter の carbon の release quantity (the amount breath) と outflow (dissolved) off の seasonal variations of を quantitative に review 価 す る た め に, struck の 観 を measurement may と し た チ ャ ン バ ー を with い て, 1 year を と お し た decomposition volume の と dissolved off was measured even 続 を の 観 regularly test line っ た. チ ャ ン バ ー は lower に を rain water storage で き る タ ン ク を え, lower タ ン ク と つ な が っ た パ イ プ を tong し て water を back 収 す る tectonic で, leaves with じ サ ン プ ル か ら の decomposition volume と outflow の determination を line at the same time に う こ と が で き る. Amount of leaf litter decomposition of の breathing は, automatic チ ャ ン バ ー を with い た even 続 観 measuring に よ っ て 1 time ご と の line measurement を っ た. The <s:1> amount of dissolved carbon in the deciduous layer と and the <s:1> amount of dissolved carbon in the permeated water of the deciduous layer (N=5) ら are compared to められた. Decomposition respiration サ, leaf layer <s:1> moisture-dryness サ <s:1> に応じて に応じて に応じて に応じて に応じて increase or decrease た. When it rains, <s:1> decomposition respiration <e:1> ピ <s:1> を を を を を を を を を を <s:1> ピ ピ <s:1> <s:1> <s:1> さ さ <s:1> <s:1> <s:1> <e:1> <s:1> <s:1> <s:1> を を を を を を を を を を を を を を た さ, the temperature に応じた and the seasonal variation を indicate た た. The <s:1> dissolution and defoliation amount <e:1> of the deciduous layer is high in the initial stage of や decomposition and in the summer stage にお <s:1> て て て にあるが tendency にあるが indicates で な な な った った った. Side で, leaf litter の dissolved quantity は mining water off と is の masato を shown し, precipitation に 応 じ て leaf litter か ら carbon が outflow す る こ と が Ming ら か に な っ た. 1 year を tong し て be measured さ れ た numerical の integrating numerical で あ る の decomposition from respiratory は, gC 52.42 m - 2 で あ り, stripping off amount は gC 2.17 m - 2 で あ っ た. そ の た め, years の deciduous carbon 収 に お い て, early deciduous weight に し seaborne, decomposition volume と し て 21.2%, soluble と し て の 0.9% carbon が release, outflow す る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

Evidence for the coupling of extraradical mycorrhizal hyphae production to plant C assimilation in Japanese warm-temperate forest of arbuscular mycorrhizal and ectomycorrhizal tree species

日本暖温带丛枝菌根和外生菌根树种森林中根外菌根菌丝生成与植物碳同化耦合的证据

• DOI: 10.1016/j.ejsobi.2018.07.002
• 发表时间: 2018
• 期刊: European Journal of Soil Biology
• 影响因子: 4.2
• 作者: Schafer Holger;Ataka Mioko;Dannoura Masako;Osawa Akira
• 通讯作者: Osawa Akira

積雪環境が欧州アカマツの葉の分解過程に与える影響

雪环境对樟子松叶片分解过程的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: 大貫真孝;檀浦正子;Timo Dosmich;安宅未央子;Tapani Repo;Leena Finer;大澤晃
• 通讯作者: 大澤晃

積雪が北方林のスコッチパイン落葉の分解過程に及ぼす影響

积雪对北方森林樟子松凋落物分解过程的影响

• 发表时间: 2017
• 作者: 大貫真孝;Timo Domisch;檀浦正子;安宅未央子;Tapani Repo;Leena Fine;大澤晃
• 通讯作者: 大澤晃

Root exudation as a major dimension of root traits among co-existing woody species in a deciduous-evergreen community

根系分泌物是落叶常绿群落中共存木本物种根系性状的主要维度

• 发表时间: 2019
• 作者: Lijuan Sun;Mioko Ataka;Mengguang Han;Yunfeng Han;Dayong Gan;Biao Zhu
• 通讯作者: Biao Zhu

Early stage litter decomposition across biomes

• DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.01.012
• 发表时间: 2018-07-01
• 期刊: SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
• 影响因子: 9.8
• 作者: Djukic, Ika;Kepfer-Rojas, Sebastian;Toth, Zsolt
• 通讯作者: Toth, Zsolt