大気CO_2 濃度増加に対するイネと水田生態系の応答

摘要

大気の二酸化炭素（CO_2）濃度の増加が止まらない．CO_2 濃度は2016 年に全球平均400 ppm の大台に達した．光合成の基質となるCO_2 の増加（高CO_2）は植物生産に有利であるものの，他の栄養素が相対的に不足すると期待どおりの効果があらわれない．一方，CO_2 を含む温室効果ガスの増加がもたらす気候変動は植物生産をかく乱する．また，水田は強力な温室効果ガスのメタン（CH4）の重要な人為発生源でもある．CH4 は水田炭素循環の主要化学種の一つであり，CH4 の消長は高CO_2 や気候変動の影響を被る．さらに，炭素循環の変化の影響は窒素循環にも及ぶと予想される．ところが，高CO_2 と気候変動が重なった場合に，実環境のイネの生育，コメの生産，そして水田生態系の炭素・窒素循環に何が起こるのかは十分に理解されていない．少なくとも，実験室レベルで得られる個別要素の影響が実環境の応答と必ずしも一致しないことはわかってきた．そこで，実規模フィールドで高CO_2 条件を実現させる大規模な野外実験という構想が生まれた．それがFACE（Free-Air CO_2 Enrichment）である．本分科会では，日本唯一の水田FACE 実験（1998～2008，2010～2017 年）の成果の一端を紹介する．全体のまとめはHayashi et al. を参照されたい．