東京大学、琉球大学、九州大学および大阪公立大学の研究チームは、“ボルネオ熱帯雨林のCO2吸収（年々変動）はエルニーニョ南方振動(ENSO: El Niño-southern oscillation)の影響を受けている（仮説レベル）”を斬新な予測モデルによって裏付け、さらに有力な制御因子が存在することを実証した。熱帯雨林地域は“地球の炭素貯蔵庫”と言われている。熱帯林の樹冠と大気の間で起きているCO2・H2Oのやり取りや流れ（以下「フラックス」）は、地球規模の炭素収支を見積もる上で極めて重要な要素となる。近年では熱帯雨林内部のタワー観測が行われ、森林上空の風を介したフラックスの計測できるようになっている（渦相関法）。しかし、10年単位の現場観測データが取得できているものの、上記仮説の確固たる証拠はつかめていなかった。本研究では2010～2019年の観測データに基づくモデリングアプローチによって仮説の検証に迫っている。今回考案した予測モデルは太陽放射、気温などの「気象因子」に加え、生態系としての生産力（森林単位）や光合成に関係する「生理学的因子」を評価できるものとなっている。ENSOサイクル（①ラ・ニーニャ、②中立、③エル・ニーニョ）ごとにシミュレーションを行ったところ、熱帯雨林の生産力（CO2吸収速度）は①で最大、③で最小となることが分かった。また、気象因子よりも生理学的因子のほうが大きな影響を与えているという新知見が得られた。さらに気象因子と生理学的因子（全9因子）のうち、どれがCO2・H2Oフラックスを決定しているか、協力ゲーム理論と機械学習を組み合わせて貢献度を計算した結果、①と②ではカルビン・ベンソン回路においてCO2固定に関与している酵素・ルビスコの最大能力（H2Oは太陽放射）が、③では気孔コンダクタンス（ガスの通りやすさ/抵抗の指標）が決定要因という解が導出された。これらの知見を踏まえ、改良を加えた予測モデルを用いてシミュレーションを実行した結果、『ルビスコの最大能力（最大炭酸固定反応速度）』が上記仮説の主要因であることが支持された。本成果に基づく熱帯雨林の長期的な炭素蓄積、地球規模の炭素収支、熱帯林生態系などの理解深化・進展が期待される（掲載誌：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 、DOI: 10.1073/pnas.2301596120）。
| 情報源 |
【オンライン情報源1】 東京大学大学院農学生命科学研究科・農学部 研究成果 |
|---|---|
| 配布形式1 |
【交換形式名称】HTML 【版】不明 |
| タイトル | エル・ニーニョが熱帯雨林のCO2吸収速度を決めていた |
|---|---|
| 日付1 |
刊行日: 2023/10/12 |
| 要約 | 東京大学、琉球大学、九州大学および大阪公立大学の研究チームは、“ボルネオ熱帯雨林のCO2吸収（年々変動）はエルニーニョ南方振動(ENSO: El Niño-southern oscillation)の影響を受けている（仮説レベル）”を斬新な予測モデルによって裏付け、さらに有力な制御因子が存在することを実証した。熱帯雨林地域は“地球の炭素貯蔵庫”と言われている。熱帯林の樹冠と大気の間で起きているCO2・H2Oのやり取りや流れ（以下「フラックス」）は、地球規模の炭素収支を見積もる上で極めて重要な要素となる。近年では熱帯雨林内部のタワー観測が行われ、森林上空の風を介したフラックスの計測できるようになっている（渦相関法）。しかし、10年単位の現場観測データが取得できているものの、上記仮説の確固たる証拠はつかめていなかった。本研究では2010～2019年の観測データに基づくモデリングアプローチによって仮説の検証に迫っている。今回考案した予測モデルは太陽放射、気温などの「気象因子」に加え、生態系としての生産力（森林単位）や光合成に関係する「生理学的因子」を評価できるものとなっている。ENSOサイクル（①ラ・ニーニャ、②中立、③エル・ニーニョ）ごとにシミュレーションを行ったところ、熱帯雨林の生産力（CO2吸収速度）は①で最大、③で最小となることが分かった。また、気象因子よりも生理学的因子のほうが大きな影響を与えているという新知見が得られた。さらに気象因子と生理学的因子（全9因子）のうち、どれがCO2・H2Oフラックスを決定しているか、協力ゲーム理論と機械学習を組み合わせて貢献度を計算した結果、①と②ではカルビン・ベンソン回路においてCO2固定に関与している酵素・ルビスコの最大能力（H2Oは太陽放射）が、③では気孔コンダクタンス（ガスの通りやすさ/抵抗の指標）が決定要因という解が導出された。これらの知見を踏まえ、改良を加えた予測モデルを用いてシミュレーションを実行した結果、『ルビスコの最大能力（最大炭酸固定反応速度）』が上記仮説の主要因であることが支持された。本成果に基づく熱帯雨林の長期的な炭素蓄積、地球規模の炭素収支、熱帯林生態系などの理解深化・進展が期待される（掲載誌：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 、DOI: 10.1073/pnas.2301596120）。 |
| 目的 | ニュースリリース等の配信 |
| 状態 | 完成 |
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【組織名】東京大学大学院農学生命科学研究科・農学部 【役職名】 【個人名】 【電話番号】 【FAX番号】 【住所】 【E-mail】 【オンライン情報源】東京大学大学院農学生命科学研究科・農学部 【案内時間】 【問合せのための手引き】 【役割】情報資源提供者 |
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| 分野 |
地球環境 自然環境 |
| 種別 | ニュース・イベント:ニュース:国内ニュース |
| 場所 | アジア:日本 |
| キーワード | 最大炭酸固定反応速度、熱帯雨林、ENSO、機械学習、タワー観測、気孔コンダクタンス、エルニーニョ南方振動、渦相関法、協力ゲーム理論、ルビスコ |
| 言語1 | 日本語 |
| 文字集合1 | utf8 |
| 主題分類 | 環境 |
| ファイル識別子 | 117675 |
|---|---|
| 言語 | 日本語 |
| 文字集合 | |
| 親識別子 | |
| 階層レベル | 非地理データ集合 |
| 階層レベル名 | 国内ニュース |
| 日付 | 2023/10/25 |
| メタデータ標準の名称 | JMP |
| メタデータ標準の版 | 2.0 |
| 国内ニュース | https://tenbou.nies.go.jp/news/jnews/detail.php?i=36010 |
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