様々な枯死有機物の分解呼吸特性とそれを考慮した森林土壌炭素蓄積速度の推定

考虑各种死亡有机物及其分解和呼吸特性的森林土壤碳积累率估算

• 批准号: 13J02482
• 负责人: 安宅 未央子
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02482/
• 关键词: 分解呼吸; 枯死有機物; 落葉層; 環境要因; 含水比; 季節変化; 土壌呼吸; 微生物バイオマス; 自動チャンバー; 連続測定; 土壌炭素動態; 降雨応答性

本研究の目的は、個々の枯死有機物（落葉・枯死根・枯死木）の分解呼吸量と、それぞれに固有の環境要因・基質特性との関係を定量化し、各基質の分解過程を考慮に入れた森林の枯死有機物分解－土壌炭素蓄積プロセスの解明と定量的評価をすることである。本年度は、尾根と谷を含んだ複雑地形の特徴である落葉の不均質性に着目し、流域全体でのリタ―量調査や落葉量の違いが分解呼吸に与える影響について定量評価した。さらに、リタ―量―土壌炭素蓄積量の関係に着目した土壌炭素量の調査も広範囲で行った。その結果、落葉分解呼吸量は流域内において0.31～1.41tC/haといった非常に大きなばらつきを示した。落葉分解呼吸は、落葉の量とその含水比の不均質な分布を通じて、土壌呼吸の時間的・空間的な変動の重要な制御因子になることが明らかになった。本研究結果から得られた落葉分解呼吸と、本試験地で過去に測定された枯死根や枯死木の分解呼吸の結果を比較検討することにより、それぞれの枯死有機物の物理特性（サイズ）や存在位置（表層・土中）が、その基質に固有の環境状態（特に水分条件）を決定し、その結果として分解呼吸速度に影響を与えていることを示した。さらに、２年にわたる分解呼吸速度の連続測定結果から季節的なヒステリシスが確認され、等温度条件下にもかかわらず春期の分解呼吸速度は、秋期よりも３倍ほど高い傾向を示すことが分かった。さらに、微生物バイオマスの結果からも同様の傾向を示したことから、微生物因子が分解の進行に伴い変化していることが明らかになった。今後は、環境因子・基質特性－分解呼吸速度の関係だけでなく、微生物因子も組み入れた評価が必要であることが示された。これらの成果は、国際誌（PLOSone）、日本森林学会、日本生態学会、International Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plantで発表した。

The objective of this study is to quantify the relationship between decomposition respiration and intrinsic environmental factors and substrate characteristics of dead organic matter (deciduous leaves, dead roots and dead trees), and to consider the decomposition process of each substrate in order to understand the quantitative evaluation of decomposition of dead organic matter in forests and carbon accumulation in soil. This year, the characteristics of the topography, the heterogeneity of the leaves, the quantitative survey of the whole basin, the decomposition and respiration of the leaves, and the quantitative evaluation of the impact of the valley are included. The relationship between carbon content and carbon accumulation in soil was investigated. The results and leaf decomposition respiration are very large in the basin, ranging from 0.31 to 1.41 tC/ha. Defoliation respiration, amount of defoliation, water content, uneven distribution, temporal and spatial variation of soil respiration are important control factors. The results of this study include the results of leaf decomposition and respiration, the results of decomposition and respiration of dead roots and dead trees measured in the past, the physical characteristics of dead organic matter, the location of existence (surface layer and soil), the inherent environmental conditions of the substrate (special moisture conditions), and the effects of decomposition and respiration rates. The results of continuous measurement of decomposition respiration rate in spring and autumn showed that the decomposition respiration rate in spring and autumn was 3 times higher than that in autumn. The result of microbial decomposition is that the microbial decomposition is accompanied by a change in the process. In the future, the relationship between environmental factors and substrate characteristics-decomposition respiration rate will be discussed. International Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plant

项目成果

Comparison of temporal stability of CO2 efflux between below and aboveground litter associated with the specific wetting and drying cycle

与特定干湿循环相关的地下和地上凋落物二氧化碳流出时间稳定性的比较

• 发表时间: 2014
• 作者: Ataka M.;Kominami Y.;Matsumoto A.;Tani M.
• 通讯作者: Tani M.

One year of continuous measurements of soil CH4 and CO2 fluxes in a Japanese cypress forest: Temporal and spatial variations associated with Asian monsoon rainfall

• DOI: 10.1002/2014jg002851
• 发表时间: 2015-04
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences
• 作者: Ayaka Sakabe;Y. Kosugi;Kenshi Takahashi;Masayuki Itoh;Akito Kanazawa;N. Makita;M. Ataka