| NEWS LETTER 第１４号 （２００６年 秋） |
寒冷圏の大気と北方林植生との相互作用
山田 雅仁 やまだ まさひと
植物は、光合成を行なうために気孔を通して大気から二酸化炭素を取り入れると同時に水蒸気を大気中へ放出する。そのため複雑な階層構造を持つ森林では、大気との相互作用が活発となる。この相互作用を通して、大気は植物の生長に影響を与える。植物の生長は、環境要因に大きく規定される。例えば温度は、植物の生長を規定する環境要因としてあげられるが、最適な温度条件において、植物の光合成が最も高くなる。一方で植物は隣接する個体間で起こる資源争奪競争を通して生長する。例えばある個体は樹高が低いために日当たりが不十分でなかなか生長しない。このように森林生態系は、生長していく過程で生理作用によって吸収・放出される熱、水、物質を通して大気と相互作用することになる。したがって環境要因と個体間競争の影響を受けた森林生態系の応答を観測することは、大気と植生の相互作用が、気候変動によって生態系にどのような変化を及ぼすのかを知る手がかりとなる。
そこで本研究では、地球温暖化による気候変動の影響を受けやすい寒冷地域に存在するダケカンバ林を対象とし、熱・水循環に焦点をあてた大気と植物間の相互作用の解明を目的として、個体間競争が個体の蒸散量に及ぼす影響について調べている。
これまでに得られた結果として、ダケカンバの日蒸散量は、個体サイズとともに両対数グラフ上で比例関係にあり、サイズの大きい個体がサイズの小さい個体の生長を抑制する一方向的な競争関係が存在することが示唆された。さらに気象条件がこの競争関係の程度に与える影響を調べると、全天日射量が最大時ではなく中程度のとき、最も大きくなることがわかった。
本研究で得られた知見は、気候変動に伴う北方林の熱・水および炭素収支の将来予測を行なうために、当研究グループで開発された森林動態を考慮した大気―森林生態系相互作用モデル(MINoSGI)にも取り込まれることになる（本誌３号参照）
図 2005年7月から10月までの間に得られた北海道大学雨龍研究林のダケカンバ林で観測された全天日射量とダケカンバの競争の強さの関係。この林は1973年にササのかき起こしが行なわれたダケカンバ同齢二次林である。
Transport of particulate organic carbon in the Ishikari River
Md. Jahangir. Alam ジャハンガー アラム
Half of the total organic carbon transported from land to ocean travels
along river systems as particulate organic carbon (POC). Therefore, it
is an important pathway of the terrestrial carbon cycle. Carbon discharge
and its transport patterns differ among rivers according to watershed conditions
such as geographical, hydrological, and land-use features. Few studies
have examined river systems to elucidate POC sources and discharge patterns.
Both Δ14C and δ13C values have been proven to be simple and useful to
study POC sources, residence times, and dynamics. This study applied carbon
isotopic ratios (Δ14C and δ13C) to POC in Ishikari River waters to clarify
POC transportation behavior.
Water samples were collected at a fixed station once a month from April 2004 to July 2005. Suspended solids were separated using continuous flowing centrifuge method. An accelerator mass spectrometer was used for 14C/12C and 13C/12C analyses.
The watershed conditions varied during sampling. The highest water levels
occurred in April and May during snow-melting. Precipitation raised water
levels slightly in September and November (Fig. 1). The Δ14C values of
the Ishikari POC were highest in early summer and winter. The lowest values
occurred during snow-melting in April, 2004. The δ13C values show similar
variation (Fig. 2). Positive values of Δ14C with respect to the standard
of 1950 are considered as young and the negative as old POC. The lowest
Δ14C value in April suggests that POC consisted of older organic materials,
such as soil organic matter, because of soil erosion at higher water discharge.
The maximum of Δ14C values in early summer and winter indicates the contribution
of younger organic materials such as fresh plants or riverine biota. These
results indicate residence times of POC on the land surface and the role
of river systems in regional and global carbon cycling.
Fig. 1: Water level variations Fig. 2: Δ14C and δ13C values
| 今夏の北海道は本州のような暑さです。年々変動はあるものの、生態系にとって適応範囲を越える種があるかもしれません。研究者は冷房をつけず、少しでも二酸化炭素排出量の削減に努力しながら仕事を続けています。 |
