森林生態系から放出される炭素の約半分は有機物分解によるものであり、温度の上昇により促進されることから、温暖化による分解の促進や森林からの炭素放出の増加が危惧されている。有機物分解の制御要因として環境要因と基質要因についての理解は進んでいるが、生物要因の影響については未解明である。そこで本研究では、標高や分解期間の異なる多様な落葉を対象とし、①分解速度の環境要因への応答や、②分解呼吸速度における生物要因の影響の定量化を目的とした。調査地は群馬県みなかみ町日本大学水上演習林860mと新潟県湯沢町苗場国有林苗場550m、苗場900m、苗場1500mの４つの調査地である。落葉5gをリターバッグに入れ、各試験地において、2021年春と秋にそれぞれ20サンプルを設置した。各試験地において野外測定は2021年と2022年の非積雪期にほぼ毎月行った。サンプルを回収し、呼吸速度、サンプルの表面温度、生重を測定した後、元の設置場所へ戻した。2021年秋と2022年春、夏、秋にはサンプルの一部を研究室へ持ち帰った。持ち帰ったサンプルの生重、乾重を測定した後、ミルで粉砕してDNAを抽出し、定量PCR法により菌類と細菌類のDNAコピー数の定量を行った。
本研究により、呼吸速度の環境要因への応答については、温度や含水比が上昇するにつれて呼吸速度が上昇し、環境要因のみのモデルで呼吸速度のばらつきの約7割を説明することが分かった。これに加えて、細菌類のDNAコピー数は呼吸速度のばらつきの約1割を説明した。落葉は厚さが薄いため、温度や含水比といった環境要因による変化への応答が早かったのではないかと考えられた。また、菌類よりも細菌の現存量が影響することが明らかになった。