変動環境下での植物の暗呼吸を表現するモデルの高度化に向けた研究（平成 26年度）
Development of advanced model simulating plant respiration under changing environment

研究概要

グローバルな炭素循環における主要な構成要素の一つであり、生態系のCO2収支に大きな影響を与える植生の呼吸について、プロセスを記述しその速度をより高い精度で定量化するモデルを開発することが、本研究課題の主たる目的である。高度化した呼吸モデルを開発することで、現在のグローバルな炭素収支推定、そして将来の気候変動下での陸域生態系の応答推定をより高い信頼度で行うことが可能になると期待される。挑戦的萌芽研究として、既存モデルの再検討から出発して問題点を明確化し、それを克服するための植物の生化学から生態学の連携、そして植物科学と地球科学の連携による応用までの展望を考察することを長期的な目的とする。

研究の性格

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：応用科学研究

全体計画

植生の呼吸プロセスを記述し、そのCO2放出速度を定量化するモデルの高度化を図るため、１：維持呼吸と構成呼吸の2成分モデルを改良するための代謝過程と定式化の再検討、２：呼吸速度とそのパラメータに関する測定データ収集とメタ分析、３：改良した呼吸モデルをグローバルな陸域生態系モデルに適用した感度実験シミュレーション、を実施する。野外および実験室で植物呼吸を測定している研究者と連携し、できるだけ暗呼吸の生化学プロセスに即しつつ、野外で観測された現象を再現可能なモデルの開発を目指す。また、解決するにはより深化した長期的取組が必要な課題を明確化し、今後の学際的な展開につながる研究の萌芽を生み出す。

今年度の研究概要

暗呼吸の定式化およびメタ分析のデータ収集方針を決定する準備のため、現在の陸域植生・生態系の炭素循環モデルで行われている呼吸の推定方法を調査する。各モデルで採用されている暗呼吸推定式と、パラメータ（維持コスト、構成コスト、環境応答特性など）を収集して一覧表にし、比較を行う。申請代表者が開発している陸域生態系モデル（VISIT）を用いて、暗呼吸の定式化とパラメータに関する感度実験を行う。現在用いられている数式の推定法に加え、他モデルで使用されている定式化があれば、それを採用した場合の推定結果の差を解析する。