メタン（CH₄）の地球温暖化への寄与率は、CO₂の56 %に次ぐ32 %である（IPCC, 2013）。にもかかわらず、自然起源のCH₄放出源、吸収源の推定はいまだ不確実性が高く、近年の大気中CH₄濃度の変動要因は明らかになっていない。森林生態系は、CH₄の吸収源と認識されているが、地上観測に基づく実態把握が進んでいない。林内では、酸化的な土壌でのCH₄酸化（吸収）、還元的な土壌でのCH₄生成（放出）、新たに議論されている葉、幹からのCH₄放出など、多様なCH₄放出源・吸収源が空間不均一に混在する。森林におけるCH₄動態を理解するには、微気象学的手法によって、生態系スケールのCH₄交換量を把握するとともに、チャンバー法によって、林内のどこでCH₄が放出、吸収されているのかを把握する必要がある。

これまでの研究で、微気象学的手法である簡易渦集積（REA）法によって、森林生態系スケールのCH₄交換量を高精度で測定するシステムを構築した。REA法による観測の結果、流域に湿地・渓流域を含む温帯林や、永久凍土上に生育する亜寒帯林が生態系スケールでCH₄放出源となることを明らかにした。チャンバー法による観測の結果から、林内の湿潤な土壌からのCH₄放出が、酸化的な土壌でのCH₄吸収量を上回った結果、生態系スケールでCH₄放出源となると考えられた。森林が必ずしもCH₄の吸収源とはならないことが明らかになった。

今後は、さらに地上観測データが不足している熱帯林（マレーシアのフタバガキ林、インドネシアの泥炭湿地林）でもCH₄交換量の観測を開始する。熱帯では、シロアリからのCH₄放出を考慮する必要があり、生態系スケールと林内の構成要素ごとのCH₄動態の理解がより一層重要となる。CH₄交換量の変動プロセスを理解するために、CH₄の炭素安定同位体、¹²Cと¹³Cの同位体比の情報を利用する。CH₄の同位体比は、CH₄生成の際の基質、酸化の程度により異なるため、林内の構成要素ごとに異なる同位体比を持つ（Stevens et al., 1988）。REA法によって生態系スケールのCH₄交換量と同位体比の情報を得ると同時に、チャンバー法によって林内の各構成要素のCH₄交換量と同位体比の情報を得る。両者を比較することで、生態系スケールのCH₄交換量への各構成要素からの寄与を明らかにし、CH₄交換量の変動プロセスを解明する。CH₄交換量の定量評価と変動プロセスの理解によって、森林がCH₄収支に果たす役割を明らかにできると考える。

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2016年5月13日掲載

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