Identifying sizes and turnover times of rapidly-cycling soil organic carbon pools by thin-layered soil incubations and C measurements

土壌培養とC分析による易分解性土壌有機炭素のサイズと回転時間の評価

守屋 耕一*; 小嵐 淳   ; 安藤 麻里子  ; 森泉 純*; 山澤 弘実*; 平井 敬三*

Moriya, Koichi*; Koarashi, Jun; Atarashi-Andoh, Mariko; Moriizumi, Jun*; Yamazawa, Hiromi*; Hirai, Keizo*

土壌有機炭素は陸域で最大の炭素リザーバーであり、土壌有機炭素分解は大気中二酸化炭素濃度に大きな影響を与えることから、土壌有機物の分解特性を評価することは重要である。本研究では土壌培養とC分析を組合せ、三成分一次元モデルを用いることで、土壌有機物を滞留時間の異なる三成分に分別した。その結果、数週間の滞留時間を持つ成分は全炭素量の約1%であり、数年の滞留時間を持つ成分は全炭素量の30-50%を占めていることが明らかになった。また前者の成分は培養初期の炭素放出量に大きく寄与し、後者の成分は全培養期間を通し大きく寄与していた。最も滞留時間の長い成分は、全炭素量の50-70%を占めていたが炭素放出量への寄与は10%程度であった。この結果から、比較的速く分解されるこれらの成分の挙動を正確に評価することが、温暖化に対する土壌の応答を評価するうえで重要である。

Soil organic carbon (SOC) decomposition is an important component of the global carbon cycle, because SOC is the largest carbon reservoir in terrestrial ecosystems and a small change in the CO flux from SOC may lead to a large change in atmospheric CO concentration. For the accurate estimation of SOC decomposition, it is important to identify sizes and turnover times of SOC pools. We tried to estimate three SOC pools (active, slow and resistant) with different mean residence times (MRTs) by a combination of soil incubation and C analysis. The active SOC held 1% of the total SOC with MRTs of 1-3 weeks. The slow SOC accounted for 20-50% of the total with MRTs of 1 to 17 years. The active and slow SOC contributed greatly to the total CO production, and the primary source shifted from the active to the slow one. Our result shows the importance of quantifying the dynamics of rapidly-cycling SOC pools to accurately predicting the response of soils to climate change.