森林総合研究所は、筑波大学、琉球大学、ロシア科学アカデミースカチョフ森林研究所、ダルトン株式会社、沖縄県林業試験場、京都大学、ムラワルマン大学と共同で根を含む樹木全体の呼吸量の推定手法を開発しました。
　　地球温暖化の緩和効果が注目されている森林の炭素収支は樹木の光合成（収入）と呼吸（支出）の差し引きで定義され、温度で決まる呼吸がその収支を左右します。これまで、個体の大きさと個体呼吸の関係式を基に数多くの森林生態系の炭素収支研究がされてきました。しかし、森林は重量で約１兆倍も異なる大小の樹木個体によって構成されており、測定の困難さ、樹種や生育環境の多様性などから、根を含めた個体呼吸を推定する一般式は定まっていませんでした。
　　私たちは、芽生え〜大木まで樹木個体全体の呼吸量を測定する方法を開発し、熱帯の東カリマンタン〜亜寒帯のシベリアにわたる64種類271本の「根を含む植物個体呼吸」の実測により、個体呼吸の一般的な推定手法の開発に成功しました。これにより、地球温暖化に対処するための森林の炭素貯留量の解明の進展が期待されます。

予算：１）科学技術研究費補助金「フルレンジ・スケーリングにおける根を含む個体呼吸の一般化」、
　　　　　　Grant-in-Aid (Scientific Research (B), 18380098, FY2006-2008)
　　　　２）森林総合研究所交付金プロジェクト「北方天然林における持続可能性・活力向上のための森林管理技術の開発」、
　　　　　　Research Grant #200608 of FFPRI (FY2006-2010)
　　　　３）環境省環境総合研究推進費「シベリア凍土」(Project No. B-2, FY1997-2000)

　　森林の炭素貯留量を正確に推定することは、森林が地球温暖化抑制に果たす役割を明確にする上で、たいへん重要です。これまでの森林の炭素収支の推定は１枚の葉、一部の幹の呼吸測定を基にして行うことが一般的でした。特に、根を含む樹木個体全体の正確な呼吸測定は極めて困難で、研究例は殆どありませんでした。
　　この研究では、樹木個体重量と個体呼吸¹⁾の関係を実測によって一般法則化し、それを基に森林全体の呼吸量を推定する手法の開発を目的としました。

　　本研究では、発芽直後の芽生えから、幹周囲２ｍ以上の大木まで対応できる２０種類以上の大きさの測定装置を開発しました。６４種類２７１個体を試料として、「根を含む全個体の呼吸」を直接実測しました（図１）。従来の樹木個体呼吸研究中で最多サンプル個体数、これまでにない広範囲におよぶ個体重量²⁾で樹木個体呼吸を正確に測定しました。これにより、長年一般法則化が困難であった樹木個体呼吸の一般定式化を可能にしたのです。

　　従来は、樹木個体重量（Ｗ）と個体呼吸（Ｒ）の関係は、アロメトリー式と呼ばれる「単純べき関数」（Ｒ＝a W ^b, a ：係数、ｂ：指数）で表現されていました。現在、傾きを示す指数ｂが３／４⁽¹⁾と１⁽²⁾という説が有力視されています。しかし、個体呼吸の推定方法に様々な問題が指摘され、今も論争が継続しています。そこで本研究では、独自の方法で多数の個体呼吸を正確に測定しました。その結果、傾き３／４は小個体で、傾き１は大個体で当てはまりが悪く、従来の式では全てを表すことはできませんでした（図−２の赤破線と青破線）。この問題を解決するため、個体が大きいほど傾きが３／４に、小さいほど１に漸近する２相系の「混合べき関数」（図−３の黒破線が傾きの変化）が統計的に最適な数学モデルであることを示しました（図−２の黒線が混合べき関数）。この新モデルは、従来の２つの有力説を統合して、芽生えから大木まで多種類にわたり適応できる新しい呼吸推定式として炭素収支研究に大きな影響を与えるでしょう。