Ⅴ 平成21年度新規特別研究の事前説明
１．日本における土壌炭素蓄積機構の定量的解明と温暖化影響の実験的評価

１）研究の概要

放射性炭素同位体をトレーサーに用いて、土壌有機炭素の分解速度を表す滞留時間を定量的に評価し、黒ボク土を初めとする日本特有の土壌における炭素蓄積機構を解明する。加えて、土壌培養実験を行い、分解速度の異なる炭素プールごとに温度変化に対する分解特性を求め、温暖化による土壌炭素蓄積の変化を予測するための基礎データを取得し、炭素貯留の持続性を検討する。

２）研究期間

平成２１〜２３年（3年間）

３）外部評価委員会の見解

（１）研究内容

［内容評価］

日本に特徴的な火山灰性土壌での炭素の蓄積メカニズムを明らかにし、温暖化の影響を評価するための基礎的な研究として、環境問題の解明への寄与、社会・行政への貢献、学問的貢献が期待できる研究である。特に適応領域の研究が一層求められる中で、当該研究プロジェクトの意義は大きい。一方、本研究で土壌炭素蓄積機構を解明することで土壌炭素蓄積のマクロ的評価がどの程度確からしいものになるかがわかりにくい、という懸念も残る。

［提案、要望］

今までの研究の蓄積を十分にレビューして、それに対する新たな一歩を進める研究として成果を発表されたい。

［対処方針］

日本の土壌炭素が、今後どの程度の期間蓄積し、どのような温暖化影響を受けうるのか予測するためには、信頼性の高いモデル開発のため、様々な気象条件下で土壌炭素ストックの経時変化の知見が必須である。これまで日本の土壌では滞留時間の観測データはほとんど得られていなかった。このため、日本での中—長期的な将来予測のために必須の土壌炭素動態モデルに至っては、欧米での土壌をもとにしたCENTURY やROTH-Cモデルの改良が実施されてはいるが、まだデータの不足から予測結果を検証することが難しい段階にある。本研究では、放射性炭素同位体分析を駆使し、土壌炭素の滞留時間について体系的データを取得することをめざす。これらの知見は、土壌炭素の温暖化影響、将来予測を行う上で必須のパラメーターとなるが、既存の研究では方法論的に取得がむずかしいものである。本研究では、得られた結果を、炭素蓄積や腐植物質に関する既存研究とも比較検討し、土壌炭素蓄積機構の解明をさらに進めることにより、土壌炭素蓄積の総合的な評価に貢献できるように努力したい。

（２）研究の進め方・組み立て

［内容評価］

蓄積量の評価と蓄積素過程の研究は着眼が良い。特に、核実験起源の放射性炭素を分析することによって、土壌有機炭素中の各分画の回転時間を測るところは本研究の特徴と言える。ただ、同位体分析だけではインパクトが少ない印象を受ける。日本において、土壌中に二酸化炭素を固定することを提案することを目標にしてはどうか。その理論的裏づけのためには素過程研究が不足しているので、それに留意して欲しい。

［提案、要望］

温室効果気体としての二酸化炭素の問題だけでなく、土壌中の炭素の長期的変化に着目した（別の側面の）環境科学としての重要性も、もう少し明示的に研究計画に掲げてはどうか。

土壌学の再構築を狙うなら農水省や農業系の研究所等に蓄積されている研究成果を押さえてその上に整理することが重要。そうでなければテーマを「¹⁴Cを用いた動態研究」に絞ってはどうか。

［対処方針］

土壌形成という長期的な現象のメカニズムを理解することは、近年の温暖化の影響を評価する上で重要な課題であると考える。本研究では、土壌学的視点と炭素循環研究的視点の両面から、鉱物が関わる物理化学的なプロセスが長期的な炭素蓄積にどのように役割を果たしているか検討していきたい。加えて、分画した土壌画分がどのような分解過程を受けているか、分解に関わる土壌動物や微生物由来の細胞膜脂質の同位体比と比較するなど、生物の関わる素過程についての検討もめざす。

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