構成される「陸水」を物質が陸域から海域へ輸送される際の単なる水路とみなし、全球炭素収支の計算上でも陸水の寄与は残差もしくは誤差の範囲内にとどまり、陸域に比べれば陸水の影響は局所性が強くほとんど無視できるという仮定のもとで積極的には取り扱われてこなかった。近年開始された観測結果の解析を中心にした陸水の新たな役割についての既存研究では統計的に優位な相関関係などの半経験的な評価もしくは収支保存が完全とは言いがたく、統合的かつ高精度な再評価が必要とされていた。Eco-hydrology)[1]を既存の複数の物質循環モデルと有機的に結合することによってプロセス型モデルNICE-BGCを近年新たに開発した[2]。同モデルを用いて全球を対象にシミュレーションを行った既存論文によって、一部の炭素は大気へ放出され、一部は河川や湖沼の底泥に堆積し、残りの複数の反応形態から構成される炭素が最終的に海域へ流出する、という一連のプロセスが定量的に明らかになっている。本研究では、このNICE-BGCをさらに改良することによって、陸水を通した炭素循環のスケール依存性及び季節変化の評価を行った。シミュレーションによって炭素循環のホットスポットの1つである西シベリア湿原での炭素循環の地域的偏在性を評価した結果、陸域-水域間での炭素循環の複雑な相互作用が明らかになった(図1)。このプロセスは陸域及び陸水内での水平方向及び鉛直方向への炭素移動及び複雑な反応形態と密接に関連しており、陸域での鉛直方向への炭素移動及び反応に重点を置いた既存研究を見直す必要性のあることを示している(図2)。図1NICE-BGCで計算された西シベリア湿原(オビ川全流域を含む)における水・熱・炭素循環のスケール依存性の結果。各スケールについて赤色ほど値が大きい。3種類の異なる空間解像度の河道網データセット(それぞれの図において左から右に向かって解像度が大きくなる)を用いた解析によって、陸域-水域間での炭素循環の連続性及び反応動態が明らかになった図2NICE-BGCで計算された全球炭素収支の季節的変化の結果。陸水内でのフラックス、のそれぞれが陸域-水域間での相互作用及び水域内での代謝作用のために季節的に複雑に変化することを示している。相互作用を含むプロセス型のモデルであり、これまでに様々な流域での生態系機能の変化及び予測を行ってきた。NICEの詳細については関連の既存論文や書籍を参照。NICEとLPJWHyMe、QUAL2Kw、SWAT、RokGeM、CO2SYSなどの複数の物質循環モデルが有機的に結合されている。NICE-BGCの詳細については関連の既存論文及び別件の「新たな統合型水文生態系-生物地球化学結合モデルの開発:その1」を参照。新たな統合型水文生態系-生物地球化学結合モデルの開発:その2〜陸水を通した炭素循環のスケール依存性及び季節変化の評価〜ご意見、ご感想をお待ちしています。メール、またはFAXでお送りください。