【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16K00513 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

溶存有機炭素（DOC） / 落葉広葉樹林 / 炭素循環 / 窒素循環 / 樹幹流 / 林内雨 / 土壌微生物 / リター / 森林生態系 / 溶存有機炭素 / DOC

【研究成果の概要】

本研究では、これまで報告の少ない落葉広葉樹林における溶存態有機炭素（DOC）フラックスの定量を行った。また、比較的高濃度のDOCや無機栄養塩類を含む樹幹流の土壌への流入が、短期的には土壌微生物群集に対してプラスに影響することを明らかにした。しかし、実際の野外では限られた場所（樹幹基部の近傍）に対して大量の樹幹流が継続的に流入するため、短期的な検証とは異なる影響が検出された。
本研究の結果、これまであまり考慮されてこなかった樹幹流などの経路に含まれているDOCや栄養塩類のフラックスが、土壌圏の炭素動態やそれを駆動する微生物群集に無視できない影響を及ぼしていることが明らかになった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】15K12181 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

窒素循環 / 雷放電 / 炭素循環 / 溶存有機物 / 栄養塩

【研究成果の概要】

本研究では海表面への落雷に伴う物質循環が起きる可能性を検証した。実際の海水、河川水、純水に純空気及びアルゴン雰囲気下で放電を行うことで実際の落雷を模擬した。本研究では特に窒素酸化物の生成がみられ、放電に伴い硝酸・亜硝酸塩及び亜酸化窒素が生成されていることがわかった。硝酸・亜硝酸は気相中での生成が知られており、本研究でも主な生成は気相中で起こっていたが、液相中でもその生成が起きていることがわかった。また、溶存態・粒子態有機物の生成・分解も確認された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】23310015 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

陸域生態系 / 気候変化 / 炭素循環 / 窒素循環 / 生態系モデル / 温度操作実験 / 窒素動態 / CO2吸収 / ＣＯ２収支 / CO2収支

【研究成果の概要】

温度環境や窒素負荷量の変化に対する日本の森林の応答を明らかにするための野外操作実験と、日本およびアジアにおけるCO2フラックスの多点観測データの解析に基づき、炭素・窒素収支の環境要因依存性に関する生態系間比較を行い、窒素動態を考慮した生態系の機能・構造とCO2収支の高精度把握を行った。一方、衛星データ重視型の陸域生態系モデルを用いて窒素動態を表すプロセスを高度化し、複数の地上観測サイトで測定された葉のC/N比や炭素収支の季節変化を良好に再現した。このモデルに基づき、1kmの空間分解能で日本付近の自然生態系におけるCO2収支を算出し、炭素・窒素収支の時空間変動とその要因を定量評価した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】19510004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

汽水域 / 安定同位体比 / 炭素循環 / 窒素循環 / モデル / 河口域 / 有機物 / マングローブ / 海草藻場 / 環境分析 / 沿岸海洋 / 物質循環 / 懸濁態有機物 / 同位体マスバランスモデル / 栄養塩スパイラル / 硝酸態窒素

【研究成果の概要】

生物地球化学的物質循環上重要な各種の有機・無機化合物の炭素・窒素・酸素安定同位体比を手掛かりとして、河口域における物質の起源と変換プロセスを明らかにする研究手法を開発検証した。またこうした手法により得られるデータを効果的に利用して陸域から海域への物質輸送の在り方を評価するためのモデルによる解析手法を開発・提案した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】生態学

【研究領域課題番号】60480004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

炭素循環 / 窒素循環 / 陸上生態系 / 窒素利用効率 / 群落光合成 / 土壌微生物 / 土壌酵素 / 最適生長モデル / 炭素・窒素相互作用 / 窒素吸収 / 光合成 / 生長 / 植物群落の生産構造 / 土壌有機物の分解

【研究成果の概要】

1.植物の窒素吸収と成長
イタドリは, 供給される窒素量が変化すると, 窒素と乾物の各器官への分配率を変化させた. この変化は, 純同化速度と根重あたりの窒素吸収速度を変数とするモデルによる予測と一致した. こうした物質分配の可塑性をもつ植物は, 窒素供給量の変動する環境下において, 可塑性の少ない植物よりも高い生長速度を維持できることがシミュレーションによって示された.
2.植物群落の生産構造と窒素利用効率
セイタカアワダチソウ群落における窒素の分布は, 葉層上部から積算した葉面積の増加とともに指数関数的に減少した. こうした, 葉層内の不均一な窒素分布は, 群落の光合成量を増加させることに貢献することがシミュレーションによって示された.
3.土壌有機物の分解と炭素・窒素の放出
Adenylate energy chargeを指標として土壌微生物の存在形態を解析すると, その大部分は栄養細胞であり, 胞子は少ないことが示された. 土壌有機物を加水分解するセルラーゼとプロテアーゼについて反応速度論的解析を行うと, 土壌中では酵素量よりも基質量が反応速度の制限要因となり易いことが示された. 有機物の分解初期に土壌微生物のターンオーバーは活発であり, 時間とともにターンオーバーは不活発になっていくことが示された. 有機物分解過程での非共生的窒素固定量は少なかった.
4.その他
数理的に導かれた落葉性木本の最適生長スケジュールは, クワの実生の生長スケジュールとほぼ一致していた.

【研究種目】一般研究(B)

【研究期間】1985 - 1987

【配分額】6,800千円 (直接経費: 6,800千円)