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

基本信息

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

项目摘要

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。

从树木中掉落的有机物（例如腐烂的叶子）会因响应环境变化而被土壤微生物分解，并作为分解和呼吸释放到大气中，并且随着浸出，碳与水一起释放到土壤中。因此，在森林土壤中，碳积聚的土壤量取决于有机物供应量，释放的碳量（分解呼吸）和废物量（浸出量）之间的平衡。在这项研究中，为了定量评估碳排放量（分解呼吸量）的季节性变化和落叶层中的流量（分解呼吸量），使用室内的腔室进行了分解呼吸量和浸出量的周期性观察的连续测量。腔室的底部有一个可以存储雨水的水箱，结构结构，可以通过连接到下水箱的管道收集水，从而可以同时测量分解和径流的量。每小时通过使用自动室连续观察来测量落叶层中分解的呼吸量。落叶层中的浸出量是根据森林降雨中溶解碳量的差异（n = 4）和落叶层的渗透（n = 5）确定的。分解和呼吸因落叶层的湿干周期而增加或减少。降雨期间的分解和呼吸显示出峰值，峰的大小显示出对温度的季节性变化。在早期分解和夏季，落叶层中的浸出量往往很高，但尚不清楚。另一方面，落叶层中的浸出量显示出与收集的水量的正相关关系，并且已经揭示了碳根据降水量从落叶层流出的。年度分解呼吸量是全年实际测量值的总数，为52.42 GC M-2，浸出量为2.17 GC M-2。因此，已经表明，在年度脱叶碳平衡中，相对于初始脱叶重量，释放21.2％的碳和0.9％的碳。