[A-CG43] 沿岸海洋生態系──２．サンゴ礁・藻場・マングローブ

[ACG43-P04] 石垣島吹通川マングローブ林における炭素循環と生態系純生産量

*大塚 俊之¹、大西 健夫²、吉竹 晋平¹、荒井 秀¹、友常 満利³、藤嶽 暢英⁴、木田 森丸⁴、近藤 美由紀⁵、飯村 康夫⁶、金城 和俊⁷ (1.岐阜大学流域圏科学研究センター、2.岐阜大学応用生物科学部、3.早稲田大学総合科学学術院、4.神戸大学農学研究科、5.国立環境研究所、6.滋賀県立大学環境科学部、7.琉球大学農学部)

キーワード：炭素循環、溶存無機炭素、溶存有機炭素、生態系純生産量、マングローブ

生態学的には、森林生態系の炭素吸収量（=有機物蓄積量）を意味する生態系純生産量 (NEP) は、独立栄養生物（生産者）の純一次生産 (NPP) による生態系内への有機物の取り込み (CO₂吸収フラックス) と、従属栄養生物（消費者・分解者）の呼吸 (HR) による有機物の分解（CO₂放出フラックス）の収支として推定される (Biometric NEP)。現在までのマングローブの炭素循環の研究では、熱帯環境での大きなNPP と嫌気的土壌での小さなHR のために、マングローブ林は非常に大きなNEPを持つ事が示され、地球上で最も Carbon-rich な生態系と考えられている。例えば、陸上生態系の中でも NEP の大きな温帯林 (平均で2.5 t C ha^-1 yr^-1, Kato & Tang 2008) に比べて、タイのマングローブ林のNEPは7.3 - 11.3 t C ha^-1 yr^-1 (Poungparn et al. 2012) と特異的に大きなNEPを示した。しかし従来の研究では、潮位変動などの水文レジームが炭素循環に与える影響はほとんど考慮されていない。本研究は石垣島吹通川に分布するマングローブ林を対象として、通常の陸上生態系で用いられる炭素循環研究の手法 (Biometric NEP) に加え、河口での溶存無機炭素 (DIC) と溶存有機炭素 (DOC) の時空間変動のモニタリングと水動態モデルの構築から、水文レジームを考慮したNEPの再評価を試みた。プロットベースでは地上部バイオマスは 164.6 t C ha^-1、深さ1 mまでの土壌炭素量は 261.5 ± 53.2 t C ha^-1 であり、高緯度のマングローブ林としてはかなり大きな炭素プールを持った成熟した森林であった。しかし、地上部NPPは樹木成長が 1.6 ± 0.15 t C ha^-1 yr^-1、リター生産が 3.8 ± 0.28 t C ha^-1 yr^-1であり、通常のマングローブに林に比べ小さかった。HRの指標となる干出時の土壌表面からの平均土壌呼吸速度 (140 mg CO₂ m^-2 h^-1) は陸上生態系に比べて低い値を示したが、温度との指数関数的な相関が認められた。また冠水後も、水面から干出時の50％程度のCO₂放出が認められた。一方で、河口におけるDICとDOCの濃度は、潮位変動に伴って大きく変動する事が示された。海水が優占する満潮時には海水濃度と等しいが、引潮時には塩分濃度の低下に伴って、DICとDOCの濃度は上昇していった。これはマングローブ土壌起源の炭素が、CO₂としてでは無くDICやDOCとして引潮時に海に流出していることを示している。このように、水文レジームを考慮しない従来のBiometric NEPのマングローブ林への適用には大きな問題があり、溶存炭素流出量を考慮した炭素循環の新たなスキームを提案する。