How long do Japanese forest soils store carbon in their surface horizons?

日本の森林土壌は、表層にどのくらい長く炭素を貯留しているか?

小嵐 淳   ; 安藤 麻里子  ; 石塚 成宏*; 角野 貴信*; 守屋 耕一*; 中西 貴宏   

Koarashi, Jun; Atarashi-Andoh, Mariko; Ishizuka, Shigehiro*; Kadono, Atsunobu*; Moriya, Koichi*; Nakanishi, Takahiro

土壌は陸域生態系における最大の炭素貯蔵庫であり、絶えず大気と炭素の交換を行っているため、将来の気候変化により炭素の発生源・吸収源のどちらにもなりうる。土壌に蓄積する炭素がどのように振舞うかを予測するためには、土壌がどのくらい長く炭素を貯留しているかを定量的に明らかにする必要がある。われわれは、国内の4つの森林サイトから採取した土壌に対して、有機物の分画と放射性炭素分析を行い、土壌炭素の数年から数千年の滞留時間を推定し、土壌ごとに異なる滞留時間分布、すなわち異なる分解性を持つことを定量的に明らかにした。土壌の全炭素貯留量は、滞留時間が100年以上の炭素貯留量と正の相関がある一方、100年未満で代謝回転する炭素との間には相関性がないことを見いだした。この結果は、炭素貯留量が多い土壌が必ずしも高いCO放出ポテンシャルを有しているわけではないことを示唆している。

Soils are the largest carbon (C) reservoir in terrestrial ecosystems, and may act as both a source and sink of atmospheric CO in response to climate change. Identifying the sizes and turnover times of soil organic carbon (SOC) pools is a crucial step to predicting the fate of soil C. Here, we used a C-based approach to quantitatively understand how much and how long Japanese forest soils store C in their surface horizons. We collected soil samples from deciduous forests, separated the samples into SOC fractions, and then determined their C ratios to estimate mean residence times (MRTs). The MRTs ranged from years to millennia, which revealed a different distribution of MRTs between the soils. We found that the total amount of C correlated positively with the size of the SOC pools cycling on time scales of 100 years, but poorly with the size of faster-cycling pools. The results suggest that the soils with higher C stocks do not necessarily have higher potential for CO emission.