大気汚染下でCO₂濃度が上がるとブナ稚樹の成長が促進された

Effects of combined CO₂ and O₃ exposures on net CO₂ assimilation and biomass allocation in seedlings of the late-successional Fagus crenata. (遷移後期樹種のブナの光合成とバイオマス配分に及ぼす二酸化炭素とオゾンの濃度上昇の影響）

飛田 博順（植物生態研究領域）、小松 雅史（きのこ・森林微生物研究領域）、原山 尚徳（北海道支所）、矢崎 健一（植物生態研究領域）、北岡 哲（森林総合研究所PD、北海道大学）、北尾 光俊（北海道支所）

Climate, 7(10),117, 2019 DOI：10.3390/cli7100117（外部サイトへリンク）

化石燃料の使用等による大気中の二酸化炭素（CO₂）濃度の上昇は、樹木の光合成を高め成長を促進させることが予想されます。一方、東アジアの経済発展に伴う越境大気汚染によるオゾン（O₃）濃度の上昇は樹木の光合成を阻害し、成長に負の影響を及ぼすことが危惧されます。実際にブナは、現在のCO₂環境下でO₃濃度上昇によるストレスを受けやすいことが知られています。そこで本研究では、これらの大気中のガスの濃度変化が樹木の成長に及ぼす影響を予測するために、CO₂とO₃の片方または両方の濃度が高い環境下でブナ稚樹を育て、現在のCO₂とO₃の環境下で育成した場合との光合成と成長の違いを調べました。O₃は葉の気孔から吸収され傷害を起こすため気孔の開き具合も調べました。その結果、高CO₂環境下でO₃濃度が上昇した場合、現在のCO₂ とO₃環境下に比べてブナ稚樹の成長が促進されました（図）。この原因として、高CO₂高O₃環境下では、気孔が閉じ気味となりO₃吸収量が減少したこと、葉の光合成が上昇したこと、稚樹1本あたりの葉量が増加したことが考えられました。

以上より、CO₂とO₃の両方の濃度が高い環境下でのブナ稚樹の成長は、O₃濃度だけが上昇した場合と違い促進されることが分かりました。この結果は、将来の大気中のガスの濃度変化に対するブナの成長反応を予測し、炭素固定量を予測する際に役に立ちます。
 

（本研究は2019年にClimate誌に掲載されました）

図：高二酸化炭素（CO₂）濃度と高オゾン（O₃）濃度の環境下で生育するブナ稚樹1本の乾燥重量
高CO₂濃度と高O₃濃度の環境下で生育するブナ稚樹（高CO₂高O₃）は、現在の大気環境下の稚樹（対照）よりも成長が促進されました。

写真：高二酸化炭素（CO₂）濃度と高オゾン（O₃）濃度の環境下（左図）と、現在の大気環境下（対照：右図）で生育するブナ稚樹の様子。