大気中のCO2の季節的サイクルの変化によって制限される土地の光合成計画

科学分野:

• 気候科学
• エコロジー
• 生地化学

背景:

• 気候変化の予測は,大気中のCO2の上昇に対する未知の植物の反応のために,大きな不確実性があります.
• 気候変動と炭素循環のモデルでは,CO2が増加すると,地上の総初次生産性 (GPP) が向上するとされていますが,この肥料効果の大きさは大きく異なります (CO2が倍増すると20~60%増加します).

研究 の 目的:

• 大気中の季節性CO2サイクルの大幅度の変化を用いて,大規模なCO2肥料化における新たな制約を示す.
• 大気中のCO2測定と地球上のGPPの動向を気候と炭素サイクルモデルで結びつける.

主な方法:

• 大気中のCO2測定 (ポイント・バロー,アラスカ;ケープ・クムカヒ,ハワイ) と,気候・炭素サイクルモデルからの歴史的なシミュレーションの比較.
• CO2 季節周期の幅度と GPP の CO2 肥料化の大きさの関係に関する分析

主要な成果:

• 観測された二酸化炭素の季節性サイクル幅の上昇は,年間平均GPPの増加と一致しています.
• CO2肥料化における差異は,モデル傾向の広がりを説明する.
• 季節的なCO2の幅度とGPPのCO2肥料の大きさの間にはほぼ線形的な関係がある.

結論:

• GPPのCO2肥料化に関する新たな制約は,観測された季節的なCO2振幅の傾向から派生しています.
• CO2濃度が倍増した高緯度の生態系では,GPPの増加率は37±9%,熱帯外の生態系では32±9%と推定されている.