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高濃度のオゾン(O3)は葉の機能を低下させますが、O3濃度と光合成の材料である二酸化炭素(CO2)濃度が同時に高い条件では、気孔が閉じ気味になることでO3の葉内への取り込みが減少することや葉内の防御物質の供給が促進されることなどにより、O3の悪影響が緩和されること、また、高濃度CO2・O3単独の条件よりも光合成機能やバイオマスが高くなる複合作用が生じる場合があることが報告されています。
このような現象の検証やプロセス解明も念頭に、今後も増え続けるCO2だけでなく、同様に増加傾向にある対流圏のO3を考慮することで、将来の大気環境下における森林の炭素吸収能力や樹木種の適応能力を過大・過小評価しないような提案ができればと思っています。
具体的には、フィールドで樹木を育成し、葉の構造・機能・化学成分の測定、個体のサイズ計測などを行っています。
本研究と同様にチャンバーを用いたCO2とO3の同時付加実験では、以下の論文が参考文献の例として挙げられます。
・Watanabe M, Umemoto-Yamaguchi M, Koike T, Izuta T. (2010) Growth and photosynthetic response of Fagus crenata seedlings to ozone and/or elevated carbon dioxide. Landscape and Ecological Engineering 6:181-190.
・Riikonen J, Holopainen T, Oksanen E, Vapaavuori E. (2005) Leaf photosynthetic characteristics of silver birch during three years of exposure to elevated concentrations of CO2 and O3 in the field. Tree Physiology 25:621-632.
学会で質問がありましたが、本研究では(株)ダルトンの協力により設備を構築し、実験精度の向上に努めています。
また、閉鎖的なグロ−スチャンバーと比べ外気への拡散性に優れたOTCですが、チャンバー内環境の変化、つまり気温の上昇や光量の低下、風速の問題などいわゆる「チャンバー効果」を避けることは不可能です。例えば、上のRiikonenら(2005)の報告では、平均で1.7〜2.4℃のチャンバー内温度上昇が見られています。あくまで比較実験としてこの研究を用い、Free-airの実験と比較することで「スケーリングアップ」を図ることも今後の課題といえます。
OTCを(Free-airシステムと相補的に)用いることの有用性については、以下の論文が参考になります。
・Matyssek R，Karnosky DF，Wieser D，Percy K，Oksanen E，Grams TEE，Kubiske M，Hanke D，Pretzsch H．(2010) Advances in understanding ozone impact on forest trees: Messages from novel phytotron and free-air fumigation studies. Environmental Pollution 158:1990-2006.
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21世紀末における地上気温の変化の予測（1980〜1999年比）。複数の大気海洋結合モデルによって計算された予測値の平均。（IPCC2007報告書より）
