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国際農研と高知大学は、西シドニー大学（オーストラリア）のDavid Ellsworth教授が主導する国際的な熱帯林樹木の光合成能力を解明する研究グループのメンバーに参画しています。この度、植物の必須元素の１つであるリンによる光合成の制限を、森林の総生産量を予測するモデルに組み込むと、これを組込まない場合に比べて、全世界の熱帯・亜熱帯林の総生産量が36％減少することを明らかにしました。
ポイント
・世界4大陸の熱帯林から得られた実測データを基に、熱帯で不足しがちなリンが光合成をどの程度制限しているのか解明
・リンが光合成を制限する現象を考慮すると、全世界の熱帯・亜熱帯林の総生産量(1)がこれまでの予測値より36％減少
・世界の熱帯林の炭素収支(2)と大気中CO2濃度の変化に応じた総生産量の予測精度の向上に貢献
概要
国際農研と高知大学は、西シドニー大学（オーストラリア）のDavid Ellsworth教授が主導する国際的な熱帯林樹木の光合成能力を解明する研究グループのメンバーに参画しています。この度、植物の必須元素の１つであるリンによる光合成の制限を、森林の総生産量を予測するモデルに組み込むと、これを組込まない場合に比べて、全世界の熱帯・亜熱帯林の総生産量が36％減少することを明らかにしました。
熱帯林は陸域生態系の総生産量の三分の一以上を占め、気候変動の緩和と適応に重要な役割を果たしています。一方、熱帯地域の土壌は風化が進み、リンが不足していますが、リンがどの程度光合成を制限しているかについては実測データが少なく、森林の総生産量への影響も不明でした。
そこで、世界4大陸の52のサイトで実測したデータを解析した結果、葉内のリン濃度と光合成能力の関係、すなわち、窒素が豊富でもリンが不足すれば光合成が制限されること（以降、「リン制限」という。）を明らかにしました。さらに、森林の総生産量を予測するモデルにリン制限を組み込むことで、リン制限が全世界の熱帯・亜熱帯林の総生産量に与える影響を定量化することに成功しました。
この研究は、熱帯地域では、リンが光合成に与える影響が既往の想定よりもかなり大きいことを見出したもので、陸域の炭素収支の予測精度向上に貢献します。
本研究の成果は、科学雑誌「Nature Communications」（日本時間2022年8月25日）に掲載されました。
<関連情報>
予算：運営費交付金プロジェクト「熱帯林遺伝資源の特性評価による生産力と環境適応性の強化」
用語の解説
(1) 総生産量：植物の光合成による総CO2固定量のことです。総一次生産などとも呼ばれます。熱帯林の総生産量は40.8（ギガトン/炭素/年）で、陸域生態系の総生産量の1/3以上になり、様々な生態系の中で最大であると推計されています。
(2) 森林の炭素収支：森林の炭素収支は、植物の光合成によるCO2吸収量と、樹木などの呼吸や微生物が落葉落枝などを分解したときに放出されるCO2放出量との差分のことです。
発表論文
<論文著者> DS Ellsworth, KY Crous, MG De Kauwe, LT Verryckt, D Goll, S Zaehle, KJ Bloomfield, P Ciais, LA Cernusak, TF Domingues, ME Dusenge, S Garcia, R Guerrieri, FY Ishida, IA Janssens, Kenzo Tanaka, Tomoaki Ichie, BE Medlyn, P Meir, RJ Norby, PB Reich, L Rowland, LS Santiago, Y Sun, J Uddling, AP Walker, KWLK Weerasinghe, MJ van de Weg, Yun-Bing Zhang, Jiao-Lin Zhang, IJ Wright
<論文タイトル> Convergence in phosphorus constraints to photosynthesis in forests around the world
<雑誌> Nature Communications
DOI :
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32545-0
問い合わせ先など
国際農研（茨城県つくば市）理事長 小山 修
研究推進責任者：国際農研 プログラムディレクター 林 慶一
研究担当者：国際農研 林業領域 田中 憲蔵
広報担当者：国際農研 情報広報室長 大森 圭祐
Tel：029-838-6708 FAX：029-838-6337
プレス用 e-mail：koho-jircas@ml.affrc.go.jp
【リリース発信元】 大学プレスセンター
https://www.u-presscenter.jp/
