Ⅲ．重点特別研究プロジェクトおよび政策対応型調査・研究の概要
1. 重点特別研究プロジェクト
1.1 地球温暖化の影響評価と対策効果
1.1.1 炭素循環と吸収源変動要因の解明
〔研究課題コード〕０１０５SP０１１
〔代表者〕井上 元（地球温暖化の影響評価と対策効果プロジェクトグループサブリーダー）
〔期 間〕平成１３～１７年度（２００１～２００５年度）
〔目 的〕地球温暖化を引き起こす大気中の二酸化炭素などの濃度上昇は，化石燃料消費・セメント生産や農業開発や材木消費に伴う森林減少が直接的な引き金となっている。排出された二酸化炭素の約４割が大気中に残留し，約２割が海洋に，約４割が陸域生態系に吸収されていると見積もられているが，特に陸域生態家による吸収量の推定の誤差は大きい。本研究では，これら二酸化炭素の陸域・海洋への吸収の空間的・時間的パターンを明らかにすること，さらにそれらを支配するメカニズムを理解することにより，気候変動下での二酸化炭素濃度の変動を予測することを目的とする。国際的な共同研究の枠組みの中で大気観測から陸域・海洋の二酸化炭素吸収比を明らかにすること，地球環境研究センターのモニタリングデータを解析し，海洋表層水の二酸化炭素吸収分布や，その季節変動を明らかにすること，大気境界層の二酸化炭素変動から広域の森林吸収を評価する手法を開発すること，森林の二酸化炭素収支を観測すること，その結果を広域に拡大適用するための遠隔計測手法を開発すること，林内の炭素循環のメカニズムやそれを支配する要因を明らかにすること，地域規模の人為を含む二酸化炭素収支を統計データと大気観測の両面から推定し比較検討することなどの研究が必要である。
また，京都議定書において二酸化炭素の排出削減努力として森林吸収を評価すること，その国際的な取引などの仕組みができたので，その政策を支援する研究も重要な課題である。
〔内容および成果〕
グローバルな陸域・海洋吸収の評価を目的として，国際的な協力の下で二酸化炭素のモニタリングが実施されている。本研究では，陸域と海洋の二酸化炭素吸収比を推定する方法として，定点での酸素濃度自動分析，太平洋上の船舶での大気サンプリングによる酸素／窒素比・炭素同位体比観測体制の整備を行った。同時に同位体測定結果を相互に比較し，空間的吸収パターンを推定するため，国際的データ統合に向けた同位体比測定の試料の調整や比較実験等を行っている。大気から濃縮した試料の同位体比の値付けの分散は，目的とする０．０１‰よりも大きく全体では０．１２‰，半値幅で０．０４‰もあることが分かり，大気中の同位体比に近い標準試料の製造と配布体制の確率が急務であることが明らかになった。
森林による二酸化炭素吸収評価を大気観測から推定するための基礎研究として，森林と大気境界層との相互作用，大気境界層と自由対流圏の大気輸送などの研究を実施している。そのため，大陸で二酸化炭素や輸送に関連する物質の自動観測を開始した。現地で作成した第三次標準ガスを検定しつつ観測を行う方式が，必要な精度管理に利用できることが明らかになり，標準ガスの輸送が困難な地域での自立的な長期観測の展望が開けた。
森林における二酸化炭素収支を地上観測で評価することを目的として，苫小牧での二酸化炭素フラックス，土壌呼吸，二酸化炭素の高度分布，炭素同位体の変動などの自動観測・自動サンプリング装置の開発運用を実施した。土壌呼吸を多地点で自動連続観測するシステムの試験運用に成功し，この方式で地温や降雨などと土壌呼吸の変動の関連を明らかにするための長期観測が可能であるとの展望を切り開いた。また，遠隔計測による樹高分布，スペクトル画像の航空機による観測や定点季節変動観測を実施した。遠隔計測による樹高分布観測は京都議定書実施に必要な精度で，地上探査に比べ安価に地上部のバイオマス変動を測定できることが明らかになった。
また，京都議定書で評価される全炭素アカウンティングシステムに関する研究を開始し，森林モデルにより我が国における人工林や自然林の炭素固定量の推定を行った。
海洋吸収に関しては，北太平洋海域の商用船で行った大気・海洋二酸化炭素分圧観測データの解析を行っている。また，北太平洋における鉄散布による海洋吸収増大実験に参加し，大気からの二酸化炭素吸収の増大，無機炭酸塩の減少が，植物プランクトンの増大と炭素粒子の沈降と量論的に一致すること，観測を実施した２週間では有機炭素粒子の沈降による表層水から深海への輸送が，鉄散布により有機物炭素に変換したものの内16％を占めることを明らかにした。
〔関連研究課題〕
９９０１AE１０１ 同位対比測定を用いた対流圏温暖化気体の動態解明に関する基礎研究，３９p.
０１０３BB１５１ 大気中の酸素濃度及び炭素同位体比を指標にしたグローバルな海洋・陸域CO２吸収量の変動解析に関する研究 ４１p.
０００２BA１００ 生態系における安定同位体比の測定による物質フローの解明に関する研究 ４３p.
０１０３BA１５２ 太平洋域の人為起源二酸化炭素の海洋吸収量解明に関する研究 ４４p.
０１０３BA１５３ 海水中微量元素である鉄濃度調節による海洋二酸化炭素吸収機能の強化と海洋生態系への影響に関する研究 ４８p.
０１０３BB１０５ 大気境界層観測による森林から亜大陸規模の二酸化炭素吸収推定 ５１p.
９７０２KB１５４ 北西太平洋の海洋生物化学過程の時系列観測 ５３p.
０１０５AE１５５ 気候変動と自然環境との相互作用に関する研究 ５８p.
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