Estimating the carbon source in soil respiration and the effects of warming using radiocarbon signatures

放射性炭素を利用した土壌呼吸中炭素起源及びその温暖化影響の評価

安藤 麻里子  ; 小嵐 淳   

Atarashi-Andoh, Mariko; Koarashi, Jun

土壌呼吸は陸域生態系から大気への主要な炭素移行経路であり、気候変動予測において最も重要な因子の一つである。土壌呼吸は独立栄養呼吸(根呼吸)と様々な古さの土壌有機物の分解で放出される従属栄養呼吸で構成される。それぞれの土壌呼吸起源は温暖化に対して異なる応答を示すと考えられることから、温度と土壌呼吸の関係について各起源を分けて測定する必要がある。放射性炭素は、半減期5730年で崩壊すること、最近の半世紀の間にその大気中濃度が大きく変化したことから、炭素の年代の評価、起源の分離、そして土壌有機炭素の回転速度の情報の取得に利用することができる。本発表では、放射性炭素を用いた土壌呼吸の起源分離研究について紹介するとともに、温暖化が各土壌呼吸起源に与える影響を評価するために開発した土壌呼吸中放射性炭素の簡便な測定手法について示す。

Soil respiration is the main carbon pathway from terrestrial ecosystems to the atmosphere and is one of the most important parameters for the precise prediction of future climate change. Soil respiration is the sum of autotrophic and heterotrophic respiration from different-aged substrates. Because these sources may respond differently to changes in environmental conditions, it is important to estimate the individual response of each source. Radiocarbon analysis of soil respiration can provide information on the age, source, and turnover rate of soil organic carbon using radioactive decay (the half-life of carbon 14 is 5730 years) and the significant temporal change in the atmospheric radiocarbon concentration in the last a half century. In this presentation, we review studies that used radiocarbon signatures to partition soil respiration into autotrophic and heterotrophic respiration in forests, and show a simple technique for measuring the radiocarbon concentration in soil respiration to estimate the effect of warming on the carbon source for soil respiration.