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(In Japanese)CO2倍増時の生態系のFACE実験とモデリング

Research report code R013000183
Posted date Oct 1, 2003
  • (In Japanese)小林 和彦
  • (In Japanese)農業環境技術研究所情報解析・システム研究室
Research organization
  • (In Japanese)農業環境技術研究所
Report name (In Japanese)CO2倍増時の生態系のFACE実験とモデリング
Technology summary (In Japanese)大気CO2の増加が植物の生長と生態系に及ぼす影響を知るために,イネの生長と水田生態系がCO2濃度の上昇でどう変化するかを,FACE(開放系大気CO2増加)実験で明らかにしようとした。FACEは,実験フィールドに囲いをせず高濃度のCO2を直接放出することにより,植生の近辺のCO2濃度を高める方法である。本研究では,純CO2ガスを直接空気中に放出するFACE装置を開発し,これを用いて,イネの生長と収量の変化,土壌プロセスの変化,病害の変化,植物群落の熱収支と微気象の変化を測定した。また,CO2濃度上昇に伴う炭素・窒素同化のインタラクティブな変化を適切に扱えるモデルとして比較的単純ながらも,土壌中の窒素動態と植物体の窒素吸収を定式化したモデルJAPONICAを用いて,FACEにおけるイネの生長過程のシュミレーションを行なった。今後このモデルによって,バイオマスの生長や窒素吸収,光合成といったプロセスについての個別の観測結果を統一されたシステムの挙動としてとらえることができるものとして期待される。
Research field
  • Influence on plants
  • Development, growth, differentiation
  • Plant physiological disorders in general
  • Aerospheric environmental pollution
Published papers related (In Japanese)(1) Nutrient Cycling in Agroecosystems 63: 301-308 (2002) Nitorogen dynamics in paddy field as influenced by free-air CO2 enrichment (FACE) at three levels of nitrogen fertilization (Hoque, Md. M, K. Inubushi, S. Miura, K. Kobayashi, H.-Y. Kim, M. Okada,and S. Yabashi)
(2) Functional Flant Biology 29; 945-953 (2002) Changes in source-sink relations during development influence photosynthetic acclimation of rice to free air CO2 enrichment (FACE) (Seneweera, S.P., J.P. Conroy, K. Ishimaru, O. Ghannoum, M. Okadda, M. Lieffering, H.-Y. Kim, and K. Kobayashi)
(3) Biology and Fertility of Soils 34: 453-459 (2001) Biological dinitrogen fixation and soil microbial biomass carbaon as influenced by free-air carbon dioxide enrichment (FACE) at three levels of nitrogen fertilization in a paddy field (Hoque, Md. M., K. Inubushi, S. Miura, K. Kobayashi, H.-Y. Kim, M. Okada, and S. Yabashi)
(4) Biology and Fertility of Soils 34: 7-13 (2001) Effects of elevated CO2 on bilogical nitrogen fixation, nitrogen mineralization and carbon decomposition in submerged rice soil (Cheng, W., K. Inubayashi, K, Yagi, H. Sakai and K. Kobayashi)
(5) New Phytologist 150: 231-239 (2001) Growth and nitrogen uptake of CO2-enriched rice under field conditions( Kim, H.-Y., M. Lie ffering, S. Miura, K. Kobayashi, and M. Okada)
(6) New phytologist 150: 223-229 (2001) Effect of free-air CO2 enrichment (FACE) on CO2 exchange at the flood-water surface in a rice paddy field (Koizumi, H., T. Kibe, S. Mariko, T. Ohtsuka, T. Nakadai, W. Mo, H. Toda, S. Nishimura, and K. Kobayashi)
(7) New Phytologist 150: 241-249 (2001) Rice carbon balance under elevated CO2. (Sakai, H., K. Yagi, K. Kobayashi, and S. Kawashima)
(8) New Phytologist 150: 251-260 (2001) Free-air CO2 enrichment (FACE) with pure CO2 injection: system description (Okada, M., M. Lieffering, H. Nakamura, M. Yoshimoto, H.-Y. Kim, and K. Kobayashi)
(9) 日本作物学会記事 70: 1-16 (2001) FACE (開放系大気CO2増加)実験(小林和彦)
(10) Agronomy Journal 92: 345-352 (2000) Comparing simulated and measured values using mean squared deviation (Kobayashi, K. and M.U. Salam)
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Social Systems for Better Environment Performance
Information research report
  • (In Japanese)小林 和彦. CO2倍増時の生態系のFACE実験とモデリング. 戦略的基礎研究推進事業 平成7年度採択研究課題 研究終了報告書 環境低負荷型の社会システム 2001. p.261 - 309.