開閉型と密閉型のチャンバーを用いた土壌呼吸量の比較

開閉型と密閉型のチャンバーを用いた土壌呼吸量の比較1．目的　土壌呼吸量の観測はかつての桐田のスポンジ法（1）から現在盛んに行われている自動開閉式チャンバーまで様々な方法で行われてきた。本研究では，落葉広葉樹二次林において通気密閉型チャンバーと自動開閉式チャンバーを用いてそれぞれ長期連続観測を行い，測定方法の違いが土壌呼吸量に及ぼす影響を評価するとともに，観測された季節変化の実態やその変化に影響を与えている要因を考察することを目的とした。2．調査地概要調査地は愛知県豊田市にあるトヨタフォレスタヒルズ林内の落葉広葉樹二次林である。この試験流域は北緯35°02′00″，東経137°11′27″に位置している小流域で，標高40__から__105mの南東斜面で，流域面積は1.47haである。毎木調査の結果から，流域内の胸高直径5__cm__以上の立木密度は3650本/haで，コナラ，リョウブ，アラカシが優占している。樹木の胸高断面積合計は約44__m2__で，そのうち落葉樹は約35__m2__，常緑樹は約9__m2__であった。地質は風化花崗岩で，土壌はかつて禿山だったこともあり未熟である。3．方法　密閉型チャンバーによる観測は__丸1__林外の草地，__丸2__谷筋，__丸3__尾根筋，__丸4__流域頂上の4地点で2001年4月__から__2002年3月まで行った。開閉型チャンバーでは__丸2__，__丸3__の2地点で2002年4月から現在まで観測を行っている。両方法のCO2濃度の測定にはCO2分析計LI__-__800（LI__-__COR社製）を使用した。密閉型の１サイクルの測定間隔は30分で行った。最初の15分間にチャンバー内に外気を取り込みチャンバー内・外の環境条件を同じにし，15分後にチャンバー内への外気の取り込みを停止した。一方，開閉型は上蓋が開いている時間を45分，閉じている時間を15分にセットし，1時間サイクルで観測を行った。密閉型は後半の15分間，開閉型はチャンバーの上蓋が閉じている15分間にチャンバー内に蓄積されていくCO2濃度を測定した。どちらの方法もCO2濃度を3分に1回測定し，データロガー（ホボシャトル，米国オンセットコンピューター社）に記録した。両方法とも装置を2台使用し，密閉型は2週間ごとに場所を移動させて観測を行い，開閉型は__丸2__，__丸3__地点に固定して観測した。地表面温度はチャンバー設置地点で30分毎にチャンバー内と外で観測した。気温は__丸2__地点付近で30分毎に観測した。土壌含水率は2002年8月から__丸2__，__丸3__地点の深度5__cm__でTDR水分計１時間毎データロガー（PG208W，Campbell社製）に収録した。4．結果と考察　密閉型のCO2フラックスは8月1日に最大4.39μmol・m-2・s-1を示した後，地表面温度が夏季から冬季にかけて低下するにつれて，減少していった。12月以降になると，一定幅で推移していき最小値が現れる季節変化を示した。CO2フラックスと地表面温度の関係を見ると，地表面温度が上昇するにつれてCO2フラックスは指数関数的に増加することが確認された。開閉型のCO2フラックスは春季から夏季にかけて地表面温度の上昇とともにCO2フラックスが増加し，7月2日に最大値4.57μmol・m-2・s-1を示した。しかし，その後は地表面温度が高いにも関わらずCO2フラックスは1.0μmol・m-2・s-1前後と低い値を示した。この理由としては7月20日__から__8月14日，8月20日__から__9月5日にかけての降雨が10__mm__以下と非常に少なく，土壌水分が少なく生物活動が衰えたためにCO2フラックスが小さくなったと推察された。CO2フラックスと地表面温度の関係を見ると，地表面温度が上昇するとCO2フラックスも増加した，しかし，降雨が少なく土壌含水率が小さい値を示した期間とそうでない期間を比べると，土壌含水率が低い期間の増加率は土壌含水率の低くない期間より小さかった。これらのことより，CO2フラックスは地表面温度だけでなく，土壌含水率も影響を与えていると推察された。