最新の研究成果

発表のポイント

◇熱帯雨林と大気との間でやり取りされる二酸化炭素と水蒸気は、地球規模の炭素収支と水循環に重大な意味を持ちます。ボルネオ熱帯雨林の二酸化炭素吸収の年々変動は、エル・ニーニョ南方振動（ENSO）に影響されていると考えられてきましたが、そのメカニズムはおろか、本当にそうなのかさえ分かっていませんでした。
◇いくつかのENSOイベント（エル・ニーニョとラ・ニーニャ）を含む10年間のフィールド観測と観測データに基づくシミュレーションモデルにより、森林単位の二酸化炭素吸収速度がラ・ニーニャ時で大きくなりエル・ニーニョ時で小さくなること、そしてそれは、光合成能力（カルビン・ベンソン回路の最大炭酸固定反応速度）がラ・ニーニャ時で大きくなりエル・ニーニョ時で小さくなることが原因であると明らかになりました。
◇今回の知見は、東南アジアの熱帯雨林が長期的にどのように炭素を蓄積してきたのかを理解し、未来の東南アジア熱帯雨林だけでなく地球規模の炭素収支の予測に役立ちます。

概要

用語解説

（注1）エル・ニーニョとラ・ニーニャ 南米沖の冷水の湧昇が平年より弱く、暖水面域が太平洋西側に広がる状況をエル・ニーニョ、この逆で、南米沖の冷水の湧昇が平年より強く、暖水面域が太平洋東側に寄っている状況をラ・ニーニャと呼ぶ。エル・ニーニョ時は、海面からの蒸発が活発な領域が太平洋中央辺りに移動するため、東南アジア域では少雨・低湿度になりやすい。これは、エル・ニーニョ時は平年に比べ、雲が少ないため太陽放射が強くなり、高温にもなりやすいことをも意味する。ラ・ニーニャ時は、蒸発が活発な領域が東南アジア島嶼域に寄るため、多雨・高湿度、また太陽放射も弱くなり低温になりやすい。エル・ニーニョとラ・ニーニャの一連の変動現象をエル・ニーニョ南方振動（ENSO）と呼ぶ。

（注2）カルビン・ベンソン回路の最大炭酸固定反応速度 カルビン・ベンソン回路においてCO2固定に関与する酵素が、リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ（Rubisco、図1参照）である。よってカルビン・ベンソン回路の最大炭酸固定反応速度とは、Rubiscoの最大能力を意味し、対象とする植物の最大光合成能力の指標ともなる。

研究助成

本研究は、科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業（CREST）「熱帯林の林冠における生態圏―気圏相互作用のメカニズムの解明」、同じく、JST・CREST「熱帯モンスーンアジアにおける降水変動が熱帯林の水循環・生態系に与える影響」、文部科学省グローバルCOEプログラム「自然共生社会を拓くアジア保全生態学」、文部科学省気候変動リスク情報創生プログラム「北東ユーラシア・東南アジア熱帯における気候・生態系相互作用の解明と気候変動に対する生態系影響評価研究」、学術変革領域研究 A 計画研究「東ユーラシア低～高緯度域を縦断した大気－森林生態系の物質交換機能解明」（21H05316）などのもとで実施されました。

論文情報

【雑誌】Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（オンライン版：10月10日）
【題名】El Niño-Southern Oscillation forcing on carbon and water cycling in a Bornean tropical rainforest
【著　　者】Naoya Takamura†, Yoshiaki Hata†, Kazuho Matsumoto, Tomonori Kume, Masahito Ueyama, Tomo’omi Kumagai*       †同等貢献、*責任著者
【掲載URL】https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2301596120

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