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release during drying-rewetting cycles using buried humic horizon soils鈴木 優里*; 平舘 俊太郎*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子; 鈴木 一輝*; 中山 理智*; 阿部 有希子*; 彦坂 幸毅*; 梶野 浩史*; 佐瀬 裕之*; et al.
Progress in Earth and Planetary Science (Internet), 13(1), p.56_1 - 56_16, 2026/12
Global warming is changing precipitation patterns, leading to more intense drying-rewetting cycles (DWCs) and impacting soil carbon (C). While microbially-derived C is traditionally considered the primary CO source during DWCs, C released from organo-metal complexes is increasingly recognized as significant. This study investigated the role of these complexes in DWC-induced CO release using soils with contrasting complex concentrations and microbial biomass. DWCs consistently increased CO release, with buried soils showing a much larger increase than surface soils. Changes in bacterial/archaeal and fungal communities due to DWCs were also observed. These findings suggest organo-metal complexes are key C sources during DWCs, potentially influencing soil microbial communities.
Ma, R.*; 高木 健太郎*; 近藤 俊明*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子; 小林 真*; Aguilos, M.*; Ryhti-Laine, K.*; Sun, L.*; 高橋 善幸*; et al.
Soil Biology & Biochemistry, 221, p.110212_1 - 110212_10, 2026/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Soil Science)To quantify the effect of long-term warming on soil heterotrophic respiration (R
) in a forested peatland in northern Hokkaido, Japan, we measured the hourly soil CO efflux from 2007 to 2022 in three treatments: (1) unwarmed, root invasion prevented; (2) soil warmed by 3
C during snow-free period, root invasion prevented; and (3) control, unwarmed, root invasion allowed. We evaluated the interannual variations in soil CO efflux, temperature sensitivity of respiration (Q
), and basal respiration rate at 10C at 5 cm deep (R). Over the 16 years, the effect of warming on R (an average increase of 111%, or 35%/C) was much higher than in most previous studies, attributable to the high soil organic carbon stocks at our site. An average 15% decrease in Q and a doubling of R after 3 years suggest a sustained enhancement of microbial basal metabolism. Synergistic effects of functional redundancy of the microbial community, new carbon inputs from litter, and slow release of refractory carbon maintained the enhancement of R by warming over the long term.
太田 雅和; 高木 健太郎*; Liang, N.*; 高橋 善幸*; 小嵐 淳
Resources, Conservation & Recycling, 235, p.109089_1 - 109089_9, 2026/09
被引用回数：0日本は、2050年までのカーボンニュートラルの達成のために、林業の再生に取り組んでいる。しかし、どのような森林管理手法を推進すべきかは不透明である。本研究は、数値モデルを用いて、日本で経済的に最も重要なスギ人工林について、様々な管理での炭素収支と経済性を評価した。その結果、45年周期の伐採・植林サイクルを繰り返すことでスギ林による大気中二酸化炭素の吸収は最大となり、木材生産による収益も最高となることが示された。この管理法を国内のスギ林に適用することで、日本の2030年の森林による大気中二酸化炭素吸収量目標の35%から73%を確保でき、国の二酸化炭素排出量目標の1.4%から3.0%を削減できることが示された。一方、スギ林の管理の経済性は補助金に依存しており、林業コストの3分の2以上を補助金で賄う必要が示された。これらから、国内のスギ林がカーボンニュートラルに大きく貢献するには、林業部門への継続的かつ十分な経済的支援が必要であることが明らかになった。
Sun, R.; 阿部 有希子; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
Soil Biology & Biochemistry, 218, p.110150_1 - 110150_12, 2026/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Soil Science)鉱物は壌炭素貯留において重要な役割を果たしているが、鉱物と土壌有機炭素の結合が(mineral-associated organic matter; MAOM)が微生物分解に抵抗する機構は解明されていない。本研究では、非晶質アロフェンと結晶性カオリナイトに土壌有機物の代表的な分子を吸着させ、熱力学解析および表面解析によりその親和性(結合強度)を定量するとともに、好気培養を用いて微生物分解対抗性を評価した。その結果、非晶質アロフェンは比表面積が大きいことに起因して多いOM吸着能を示した一方で、結晶性カオリナイトは内圏錯体によりOMと強く結合するMAOMになったことが分かった。さらに、ラングミュア親和定数(KL)が高い条件ほどMAOMの鉱化率は低下し、この逆相関は、鉱物に吸着したOM量(Qe)との相関よりも顕著であった。これらの知見は、MAOMの炭素貯留動態が吸着容量と結合強度のバランスによって制御されることを示唆する。すなわち、結合強度が高いほどMAOMの微生物抵抗性は増強され、他方で鉱物表面吸着サイトの豊かさが微生物に得られるMAOM量を規定する。本研究は、MAOM循環を規定する化学的相互作用の重要性を強調するとともに、MAOMの長期間持続性に疑義を問い直す。
小嵐 淳; 伊藤 雅之*; 安藤 麻里子; 國分 陽子; 松枝 誠; Kusin, K.*; Jaya, A.*; Dohong, S.*; 平野 高司*
Nature Communications (Internet), 17, p.4369_1 - 4369_9, 2026/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Multidisciplinary Sciences)熱帯泥炭地は重要かつ長期的な炭素貯蔵庫であるが、人間活動によって劣化が進み、大気への炭素放出が深刻な懸念となっている。本研究は、インドネシア中部カリマンタンの泥炭地における炭素貯留と放出について、泥炭層と地下水溶存有機炭素の放射性炭素年代測定に基づいて明らかにした。18年間(1996年
2014年)の排水は、数百年から千年もの間、浸水環境で保存されていた炭素5-11kg C m
を放出した。排水に続く火災は、過去3000年間に蓄積された炭素23-32kg C mを放出し、より古い泥炭の分解を誘発した。この知見をインドネシアの撹乱された泥炭地全域に外挿すると、1996年から2014年の間に0.81-3.70Gtの炭素が放出されたことが示唆された。さらに継続的な泥炭の分解によって年間0.03-0.08Gtの炭素が放出され続けており、地球の炭素収支に重大な影響を及ぼしている。
Alam, M. M.*; 山北 絵理*; Tamanna, S.*; Thae, E. P.*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子; 阿部 有希子; 中山 理智; 森 裕樹*; 平舘 俊太郎*
Soil Science and Plant Nutrition, 72(3), p.289 - 300, 2026/05
被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Plant Sciences)Andic Andosols, prevalent in Japan, have been classified as Allophanic or Non-allophanic, based on indicators: oxalate-extractable silicon (Sio), the ratio of pyrophosphate- to acid-oxalate-extractable aluminum (Alp/Alo), and exchangeable acidity (y1), in the Fifth Committee for Soil Classification and Nomenclature 2017 (FCSCN 2017). This study investigated chemical and mineralogical properties in six forested Andosol profiles to assess the consistency of these indicators and their link to soil formation. While FCSCN 2017 classified two profiles as Allophanic and four as Non-allophanic, inconsistencies were found among the indicators. Sio content is proposed as a more reliable indicator of allophanic material richness than the Alp/Alo ratio, which is influenced by organic matter content. Sio and y1 are suggested as informative parameters for diagnosing allophanic content and soil acidity, respectively. The findings contribute to refining Andosol classification and enhancing our understanding of Andosol formation under forests.
emissions after rewetting of dried soils in humid temperate forests中山 理智*; 鈴木 優里; 阿部 有希子; 谷口 武士*; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 永野 博彦*
Biogeochemistry, 169(2), p.15_1 - 15_15, 2026/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Environmental Sciences)Rewetting of dried soil provokes pulse carbon dioxide (CO) emissions from soils. In this study, we aimed to reveal the effects of repeated soil dry-wet cycle (DWC) on soil CO emissions, and the factors affecting emissions after rewetting in humid temperate forests. Experimentation included incubation of soils under five sequential DWCs. Rewetting of dried soil significantly increased CO emissions. Soil rewetting decreased soil microbial biomass carbon and increased extractable organic carbon (EOC), and the EOC concentration decreased during each subsequent wet period. Based on path analysis, MBC after rewetting was strongly and positively correlated with CO emissions in the following days. The results suggest that microbial survivability to soil DWCs, rather than sudden labile carbon supply, determines the response of pulse CO emissions from soils after rewetting during repeated soil DWCs.
Alam, M. M.*; 山北 絵理*; 井上 弦*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子; 阿部 有希子; 中山 理智*; 森 裕樹*; 平舘 俊太郎*
Soil Science and Plant Nutrition, 72(1), p.55 - 66, 2026/01
被引用回数：4 パーセンタイル：75.69(Plant Sciences)Andosols are one of the major soil types in Japan. Andosols have been grouped into two distinct categories: Silandic and Aluandic, but their formation has not been well investigated. To clarify the formation process of the Andosols, two soil profiles were collected from natural forest sites at Aya (Sil-A) and Shiiba (Alu-A) in Miyazaki. The soil samples were analyzed for carbon stock, and chemical and mineralogical properties. Based on the analytical data, Sil-A was classified as a Silandic Andosol and an Allophanic Andosol, whereas Alu-A was classified as an Aluandic/Silandic Andosol and a Non-allophanic Andosol. The changes in the chemical and mineralogical properties with depth suggested that acidification had happened from upper layers, resulting in dissolution of the allophanic materials and formation of Al-humus complexes in both soils, and Alu-A would have been more deeply affected by this process than Sil-A. Therefore, we conclude that Silandic Andosols can be transformed into Aluandic Andosols with acidification.
Battulga, B.*; 中西 貴宏; 池之上 翼; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
Journal of Hazardous Materials, 500, p.140593_1 - 140593_11, 2025/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Engineering, Environmental)Plastic debris is widely recognized as a major environmental challenge, yet its interactions with radionuclides remain poorly understood. Here, we investigated the behavior and fate of plastics and associated radiocesium (
Cs) in the coastal river environments of Fukushima, Japan, to elucidate their interactions and the role of plastics as vectors for Cs transport into the coastal ocean. At four river mouth sites, we characterized the properties of plastics, including microplastics, and elucidated the activity concentration of Cs associated with them. Our findings reveal that Cs was concentrated in biofilms on plastics, but the radioactivity of biofilm-associated plastics was lower than that of the surrounding natural media. Furthermore, we estimated the daily fluxes of plastics (1.3-301.4 kg/day) and associated Cs (5-6,752 Bq/day) in the studied rivers across different seasons. This study provides the first quantitative assessment of plastic-associated Cs flux in the riverine environments.
小嵐 淳; 永野 博彦*; 中山 理智*; 安藤 麻里子; 永岡 美佳
Chemosphere, 389, p.144715_1 - 144715_11, 2025/11
放射性セシウム(Cs)汚染は、特に森林生態系において長期的な課題となっている。土壌微生物がCsの運命を左右する役割は未だ不明な点が多い。本研究では、有機層と鉱物土壌における微生物、有機物、粘土鉱物の相互作用に着目して、微生物によるCsの保持を評価した。その結果、微生物によるCs循環によって有機層中に生物利用可能なCsプールが維持されていることが示された。この微生物の関与は、有機層中のCs放射能濃度が低下するにつれて減少した。鉱物土壌では微生物によるCsの保持は最小限であり、粘土鉱物による固定化を間接的に促進する役割が示唆された。有機層における微生物によるCs保持は、地域、森林の種類、沈着後の時間に関わらず、Csの利用可能性によって制御されていることが明らかになった。これらの知見は、ヨーロッパと日本の森林における有機層におけるCsの残留性の違いを統一的に説明する。
小嵐 淳; 安藤 麻里子; 石塚 成宏*; 野口 享太郎*; 角野 貴信*; 中山 理智*
Frontiers in Forests and Global Change (Internet), 8, p.1654883_1 - 1654883_10, 2025/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Ecology)森林生態系において重要な炭素プール及び炭素フローを構成する樹木細根(直径2mm以下)の動態を解明するために、国内のブナ林土壌から細根を生根と枯死根を分けて採取するとともに、イングロースメッシュバック法によって新たに生成した根を採取し、
C同位体比分析に基づいて炭素年齢を推定した。その結果、新規生産細根の生成には、光合成により新たに固定された炭素が使用されていることが明らかとなった。一方で、土壌中から採取した根の炭素年齢は、生細根で523年、枯死細根で134年であり、根の直径と比例して高くなった。光合成による炭素固定と、その固定炭素が新しい根の形成に使われるまでの時間差がほぼ無視できることから、観測された細根炭素の年齢は、植物が当年の光合成産物を用いて根を生産し、内部に蓄えられた(Cが豊富な)古い炭素を利用してその後の根の成長を支えている、あるいは細根の一部が何年も生存していることを示唆している。この結果は、植物における土壌中への炭素配分プロセスを包括的に理解するための知見を提供する。
永野 博彦*; 神田 裕貴*; 鈴木 優里*; 平舘 俊太郎*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子; Guo, Z.*
Discover Soil (Internet), 2, p.27_1 - 27_9, 2025/04
Water-extractable organic matter (WEOM) obtained from air-dried soil samples can be used to estimate microbial biomass instead of chloroform fumigation extraction (CFE) using fresh, moist soils and toxic solvents. However, the accuracy of such WEOM-based estimates has not been evaluated. We evaluated relationships between WEOM measurements obtained from air-dried soils and microbial biomass measurements obtained through CFE based on 50 soil samples from each of 10 soil profiles in Japanese forests and pasture. The amount of water-extractable organic carbon (C) obtained from air-dried soils corresponded to 31% of microbial biomass C, demonstrating a strong correlation. This result supports our hypothesis that WEOM represents a quantitative alternative to microbial biomass, particularly for C, offering a solution to the practical difficulties involved in measuring microbial biomass using CFE.
小嵐 淳; 竹内 絵里奈; 國分 陽子; 安藤 麻里子
Radiocarbon, 67(2), p.307 - 317, 2025/04
被引用回数：3 パーセンタイル：68.41(Geochemistry & Geophysics)加速器質量分析による土壌試料の放射性炭素(C)年代測定は、陸域炭素循環の解明において極めて有用である。しかし、土壌試料の前処理においてふたつの困難がある。現代炭素の混入による試料の汚染と、硫黄不純物によるグラファイト生成の阻害である。そこで本研究では、3つの異なる前処理法について、Cを含まない試料と硫黄含有量が大きい土壌試料に対するC分析を行うことで、それらの前処理法の有効性を評価した。その結果、これらの前処理法は、少なくとも硫黄含有量が6.9%以下の土壌試料に対して適用可能であることが明らかになった。また、現代炭素による汚染の程度は前処理法によって異なるものの、いずれの方法でも、C年代が12,000年前未満の試料に対して、陸域炭素循環研究に利用する上で十分な精度をもってC年代を推定することができることを明らかにした。
阿部 有希子; 中山 理智*; 安藤 麻里子; 丹下 健*; 澤田 晴雄*; Liang, N.*; 小嵐 淳
Geoderma, 455, p.117221_1 - 117221_11, 2025/03
被引用回数：1 パーセンタイル：25.63(Soil Science)森林土壌に蓄積されている炭素の半分以上が下層土壌(30cm以深)に存在している。しかし、下層土壌の陸域炭素循環における寄与やそれを制御する要因については未解明な点が多い。そこで本研究では、下層土壌からのCO放出量を定量評価するとともに、CO放出に影響を与える要因を明らかにすることを目的とした。有機炭素蓄積特性の異なる2つのタイプの森林土壌(火山灰土壌と非火山灰土壌)を対象に、深さ60cmまでの土壌を採取し、培養実験により深さごとのCO放出速度を測定した。また、放出されたCOの放射性炭素同位体比を分析した。その結果、下層土壌からのCO放出は、全体(深さ0-60cm)の放出量の6-23%を担い、1950年以降に固定された有機炭素の分解に起因していることが明らかになった。下層土壌からのCO放出は、土壌微生物が利用しやすい有機炭素の量と微生物バイオマス量に規定されていることが示唆された。
小嵐 淳
文部科学省研究者育成事業ニュースレター(インターネット), (11), P. 17, 2025/03
放射性炭素(C)の分析技術を活用して、土壌中の炭素の動態を数十年数千年の時間スケールで解明し、温暖化をはじめとした気候変動や土地利用変化等の環境改変が土壌の炭素貯留機能に及ぼす影響を評価する研究に取り組んでいる。研究フィールドは、日本国内はもとより、アジア地域を広く網羅しており、国内外の多くの研究機関・大学と協力しながら研究を進めている。われわれの研究手法は極めて多様である。実環境での観測のみならず、環境変化を模擬した室内実験等も展開している。新しい研究アプローチを創出しながら、土壌を中心とした陸域生態系の炭素循環メカニズムの全容解明に挑んでいる。
release by drying-rewetting cycles among Japanese forests and pastureland soils and exploring predictors of increasing magnitude鈴木 優里*; 平舘 俊太郎*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子; 蓬田 匠; 神田 裕貴*; 永野 博彦*
Soil (Internet), 11(1), p.35 - 49, 2025/01
被引用回数：3 パーセンタイル：61.29(Soil Science)The present study evaluated overall trends of the dry-wet cycle effect on carbon dioxide (CO) release and explored environmental and soil predictors for its effect size among ten Japanese forests and pastureland soils. In the 84-days incubation including three dry-wet cycles, CO release was 1.3 to 3.7-fold greater than that under the continuously constant moisture condition. This increasing magnitude of CO release by dry-wet cycles was found to correlate with pyrophosphate extractable aluminum content in soil. Whereas soil microbial biomass carbon was significantly lower in dry-wet cycle than in continuously constant moisture, there was no significant relationship between the microbial biomass decrease and the increasing magnitude of CO release. Thus, the present study showed that comprehensive increase in soil CO release by dry-wet cycles is regulated by organo-aluminum complexes which are vulnerable against dry-wet cycles.
Battulga, B.; 中西 貴宏; 安藤 麻里子; 乙坂 重嘉*; 小嵐 淳
Environmental Science and Pollution Research, 31, p.60080 - 60092, 2024/10
プラスチックの破片が水生環境および陸上環境で遍在的に分布していることが報告されている。しかし、プラスチックと放射性核種との相互作用や、環境プラスチックの放射能についてはほとんど知られていない。今回われわれは、環境中のプラスチックと放射性セシウム(Cs)の間の相互作用媒体としてのプラスチック関連バイオフィルムの役割を調査するためにプラスチック破片の表面で発達するバイオフィルムの特徴を調べる。バイオフィルムサンプルは日本の二つの対照的な沿岸地域から収集されたプラスチック(1-50mm)から抽出された。プラスチックの放射能は、バイオフィルムのCs放射能濃度に基づいて推定され、周囲の環境サンプル(つまり、堆積物や砂)と季節ごとに比較された。Csの痕跡は、バイオフィルムの放射能濃度21-1300Bq kg
(乾燥重量)のバイオフィルムで検出され、これは0.04-4.5Bq kgプラスチック(乾燥重量)に相当する。われわれの結果はCsとプラスチックとの相互作用を明らかにしバイオフィルム中の有機成分と鉱物成分が環境プラスチック中のCsの保持に不可欠であるという証拠を提供する。
Battulga, B.; 中山 理智; 松岡 俊将*; 近藤 俊明*; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
Water Research, 264, p.122207_1 - 122207_12, 2024/10
被引用回数：23 パーセンタイル：91.24(Engineering, Environmental)環境中のマイクロプラスチック(MP、サイズ: 
5mm)上の微生物の付着とバイオフィルムの形成に対する注目が高まっている。ここでは、微生物の生態と水生生態系への影響についての理解を深めるために、プラスティスフィア内の微生物群集を調査する。我々は、16S遺伝子とITS遺伝子のアンプリコン配列を使用して、日本の2つの対照的な沿岸地域のMP、地表水、底質、海岸砂における細菌および真菌群集の構成と多様性を特定した。サンプルの種類と研究場所に応じて、大幅に異なる微生物の多様性と分類学的組成が検出された。炭化水素分解群集の定着とMP上での病原体の発生の結果として、微生物分類群の複雑なプロセスがMP関連バイオフィルムの特性、ひいてはMPの特性に影響を与える。この研究は、MP関連バイオフィルムにおける微生物の代謝機能に焦点を当てており、これは地球生態系に対するプラスチック破片の真の影響を明らかにする鍵となる可能性がある。
中山 理智; 阿部 有希子; 安藤 麻里子; 丹下 健*; 澤田 晴雄*; Liang, N.*; 小嵐 淳
Applied Soil Ecology, 201, p.105485_1 - 105485_12, 2024/09
被引用回数：5 パーセンタイル：44.22(Soil Science)森林において窒素は植物の生育の制限要因である。樹木を含む植物は種間の養分競争が苛烈な時、表層に加え下層土壌からも窒素を吸収している。しかし、下層土壌における窒素循環に関する知見は限られている。本研究では、2つの異なる土壌タイプに成立する日本の森林において、窒素の純無機化速度および硝化速度の深度プロファイル(0-60cm)を調査した。またPLS-PMモデルを用いて、窒素循環に重要な要因の特定を行った。土壌重さ当たりの窒素無機化、硝化はAndosolの表層で高く、深度とともに低下したが、Cambisolにおいてその傾向は見られなかった。微生物バイオマス量と土壌有機物量は表層における窒素循環の空間分布を規定することが知られているが、深度方向の窒素循環にもそれらが重要であることがPLS-PMモデルによって明らかとなった。さらに、土壌体積当たりで計算をすると、土壌タイプや深度に関わらず窒素無機化速度は一定であった。これにより、Andosol, Cambisolの双方において、下層土壌は重要な植物の窒素吸収源であることが示唆された。
Battulga, B.; Munkhbat, D.*; 松枝 誠; 安藤 麻里子; Oyuntsetseg, B.*; 小嵐 淳; 川東 正幸*
Environmental Pollution, 357, p.124427_1 - 124427_10, 2024/09
被引用回数：2 パーセンタイル：14.80(Environmental Sciences)水生環境および陸上環境におけるプラスチック破片の発生とその特徴は、広範囲に研究されてきた。しかし、環境中のプラスチック関連バイオフィルムの特性と動的挙動に関する情報はまだ限られている。この研究では、モンゴルの内陸河川系からプラスチックサンプルを収集し、分析、同位体、熱重量分析技術を使用してプラスチックからバイオフィルムを抽出し、バイオフィルムの特性を明らかにした。抽出されたバイオフィルムから有機粒子と鉱物粒子の混合物が検出され、プラスチックが河川生態系の汚染物質を含む外因性物質のキャリアであることが明らかになった。熱重量分析により、バイオフィルムの約80wt%を占めるアルミノケイ酸塩と方解石を主成分とするミネラルが主に寄与していることが示された。本研究は、水生生態系における有機物および物質循環に対するプラスチック関連バイオフィルムの影響を解明するのに役立つ、バイオフィルムの特性および環境挙動に関する洞察を提供する。
