video: Seasonal leaf renewal as seen from the Large Scale Biosphere Atmosphere (LBA) tower near Manaus, Brazil, over the course of 12 months (2011-2012). Upper canopy tree crowns flush new leaves mostly in the dry season, leading to seasonal changes in the age of leaves and in photosynthetic efficiency of the forest. This material relates to a paper that appeared in the Feb. 26, 2016, issue of Science, published by AAAS. The paper, by J. Wu at University of Arizona in Tucson, AZ, and colleagues was titled, 'Leaf development and demography explain photosynthetic seasonality in Amazon evergreen forests.' view more
Credit: Bruce Nelson / INPA
新しい研究により、熱帯地方では葉の量ではなく葉の質が二酸化炭素の季節的変動を左右することが示された。これらの結果から、森林の炭素循環の観察結果でこれまで大きな食い違いが出ていた理由が説明できると思われる。今までは熱帯地方における森と大気の季節ごとの相互関係を示すモデルから、降水量が減ると植物には水が不足し、ゆえに光合成も炭素吸収も減少すると考えられていた。しかしJin Wuらがアマゾン川流域の4ヵ所で植物の光合成能力を測定した結果、乾期でも植物の生産力は一定、もしくは逆に増加していることが判明した。乾期には落ち葉（落葉枝量）が増えていたが、同時に、落ちた以上の新葉が育っていた。Wuらによると、こういった変化によって葉の総面積が増加するのみならず、林冠は若葉の多い樹齢構成へと移行し、古い葉に替わって育った若葉がより質の高い光合成を行うという。そこでWuらは、葉の総表面積ではなく、齢級と生育段階に基づいて葉を分類する「葉の動態統計‐個体発生モデル」を作成した。これらのパラメータを使用して今回の研究の中で最も乾燥した地域の一つを分析した結果、植物の生産力と葉の成熟度の相関関係が一目瞭然に判明した。また、湿った地域でも同様であった。さらに、これらのデータの感度を測定する分析を行った結果、葉の量単独よりも、葉の質の変化で生態系の生産力が季節によって約2倍も変動することが分かった。
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