LI Shenggong

OIKAWA Takehisa

及川 武久

李 勝功

Tsukuba Repository

〈研究ノート〉C3/C4混生草原におけるCO2フラック
スの日変化
著者 李 勝功, 及川 武久
雑誌名 筑波大学陸域環境研究センター報告
巻 1
ページ 73-75
発行年 2001-02
URL http://doi.org/10.15068/00146902
筑波大学陸域環境研究センター報告 No.I 73-75 (2000) 
Cs/じ混生草原における CO2フラックスの日変化
Diurnal Variations of Net canopy CO2 Flux over a C3/C4Co-existing grassland 
李勝功＊・及川武久＊＊
Shenggong LI and Takehisa OIKAWA 
はじめに ャノヒーの高さ；ほぼ2週間に 1回程度実施
草原は面積で世界の陸上生態系の約 1/3を占めて Il 解析方法
いるので(Adamset al., 1990)、草原の CO2フラソ
クスは地球レヘルでの炭素収支に対する重要な役割 渦相関法を用いてデータを分析した。渦相関法に
を果している cしかしなから、草原（特に湿潤な草原） よって、平均的な CO2フラソクスは次式で定義され
における CO2フラソクスについての研究は少ない。 る。
我々は、 1999年春から秋まで、渦相関法 (EC)を用
いて、筑波大学水理実験研究センターの C3植物（主
にオニウシノケグサとセイタカアウダチソウ）と C4
植物（主にチカヤとススキ）か混生する草原における
CO2フラノクス(F.)を観測したので、今f1jはEの日変
化を報告する。
I 観測
観測は 1999年 5月20日から 12月 12日にかけて
水理実験研究センターの圃場にて行った。測器はこ
の圃場の中心から北の方まで約 50mの所に設置し
た。測定項目と測器は以下の通りである： 1)鉛直風
速 (KaijoDenki Co., Tokyo, Japan, Model DAT-100, 
20 cm pa th length) ; 観測高度は 2m。2)C02i農度
変化 (Advanet,Okayama, Japan, Mode I E900B, 20 cm 
path length) ; 観測高度は 2m。3)光量子密度(Koito
Industrious LTD., Yokohama, Japan, Model 
IKS-25) ; 観測高度は 1.Sm。4)葉面積指数 LAI
(LI-COR, Inc., Lincoln, NE, Model LI-2000)とキ
＊筑波大学·院•生物科学 ”筑波大学生物科学系
F, = p w'c' (I) 
ここで、 p は空気密度、 w'は風速の垂直成分の変
動、 c'はCO2の濃度変動を示す。
IV 結果
図 lに 5月から 11月にわたる凡の代表的な日変
化に加えて、光合成有効光量子密度(PPFD)の日変化
を示した。この草原は昼間に大気から CO2を吸収し
（光合成、プラス側）、夜間キャノピーから CO2を放
出した（呼吸、マイナス側）ことが分かる。
昼間の［と PPFDとの間に高い相関が見られた。
草原の日中の最大凡は約 60μmo!m―z s-1 (7月）か
ら約 15μmo!m―z s-1 (11月）の間で変化した。 1日の
正味Eは0.75molm―2d I (6月）から 0.14μmo! m 2 
d-1 (11月）の間で変化した。このようにFは植生の
季節変化(phenoI ogy)により異なっていることがわ
かる Q 草原は生長期の大部分の時期で CO2のシンク
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になっていた。
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12 
Time of day 
20 
図 l 1時間ことの CO2フラノクス(F;)と光合成有効光量子密度(PPFD)の日変化
図2は 1時間ごとの EとPPFDとの関係を示す。
図中の実線は
F, (PPFD) = a PPFD / (1 + PPFD [ a I (F,2oo + R) 
1/2000])~R (2) 
直角双曲線である (Thornley,1976)。ここで aは量
子収率(initialslope)で、 FczooはPPFD=2000μmol 
photon m-2炉でのEの値で、 Rは平均暗呼吸速度
である。図 2から明らかなように、この草原は光飽
和していなかったことが分る。式(2)を用いた回帰を
行った結果、 a は 0.033士0.002SDmol CO2 (mol 
photon)-1であった。年間の平均暗呼吸速度(R)は一
6.78μmol m-2炉であったので、キャノピーの光補
償点(F,= 0でのPPFDの値）は210μmolphoton m-2 s・1 
となった。この値は Andersonet al. (1986)による
sorghum(LAI=3. 7)での光補償点(211μmolphoton 
m-2 sりに近似しており、また Kimand Verma(l990) 
にいる C4優勢する草原(LAI=3.2)での結果(260-
4 77μmo l photon m-2 sりより I卜さい。
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y = O.OJJx/(1 + x(0.033/(47.69 -6.78)-1/2000)) + 6.78, 
n = 1576, r2 = 0.78 
?? ?
500 1000 1500 2000 2500 
PPFD (μmol m s -2 -I ） 
図2 1時間ことのco,フラノクス(F)の光 光合成曲線， 5月下旬から 1上旬までの値をプロソトしてある
文献
Adams. J.M., Faure H., Faure-Denard L.、McGlade
J.M. and Woodward F.I., 1990. Increases in 
terrestrial carbon storage from the last glacial 
maximum to the present. Nature, 348:711-714. 
Anderson, D.E., Verma S.B., Clement R.J., Baldocchi 
D.D. and Matt D.R., 1986. Turbulent spectra of 
CO2, water vapor, temperature and velocity over a 
deciduous forest. Agricultural and Forest 
Meteorology, 38: 81 -99. 
Kim. J. and Verma S.B., l 9906. Carbon dioxide 
exchange in a temperate grassland ecosystem 
Boundaり-LayerMeteorology, 52: 135-149. 
Thornley、J.H.M., 1976. Mathematical Models in 
Plant Physiology. A Quantitative Approach to 
Problems in Crop and Plant Physiology. Academic 
Press, New York, 31 &pp. 
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〈研究ノート〉C3/C4混生草原におけるCO2フラックスの日変化

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