化石燃料の燃焼によって大気中に排出される二酸化炭素の約半分は海洋と陸上生物圏が吸収していると考えられています。海洋と陸上生物圏それぞれの吸収量やその変化傾向を定量的に把握することは、地球温暖化を許容範囲内に抑えるように人為起源二酸化炭素の排出削減策を検討する上でも非常に重要です。そこで、本研究では地上ステーションや貨物船を利用して大気中の二酸化炭素濃度だけでなく炭素循環と密接に関係する酸素濃度の広域観測を実施し、観測結果から総合的に炭素収支を推定しました。化石燃料の燃焼では酸素が消費されるため、二酸化炭素とは逆に大気中の酸素濃度は減少しつつあります。しかし、実際に大気中の酸素濃度を観測すると化石燃料の燃焼から予想されるほどは減少していません。これは、陸上生物圏が二酸化炭素を吸収すると同時に酸素を放出する（光合成）ため大気中の酸素の減少が緩和されているからです。化石燃料の燃焼による酸素の消費量と陸上生物圏における光合成・呼吸時の酸素と二酸化炭素の交換比は比較的よく分かっているので、大気中の酸素濃度の減少量を正確に測定することで、陸上生物圏の正味の酸素放出量（= 炭素吸収量）を求めることができるのです^[1]。陸上生物圏の吸収量が分かれば、化石燃料起源二酸化炭素放出量と大気中の蓄積量との関係から海洋の吸収量も求めることができます。

これまでの観測結果から過去17年間の炭素収支を求めたところ、排出された化石燃料起源二酸化炭素の約30%を海洋が、約17%を陸上生物圏が吸収したことが分かりました。また、海洋の吸収量は2001年から2014年にかけて微増傾向が見られるのに対し、陸上生物圏の吸収量は2009年頃を境に増加傾向から減少傾向に変化したことが分かりました。しかし、この推定結果にはまだ大きな誤差が伴うため^[2]、こうした不確かさを減らしていくことが今後の課題となっています。

本研究は環境省・地球環境保全試験研究費（地球一括計上）「炭素循環の気候応答解明を目指した大気中酸素・二酸化炭素同位体の統合的観測研究」（代表：遠嶋康徳）の一環として行われました。

図波照間・落石ステーションおよび西部太平洋上を定期運航する貨物船での大気中酸素および二酸化炭素の観測結果に基づく（a）海洋および（b）陸上生物圏の炭素吸収量の年々変化。赤点線および赤太線は年平均値および5年平均値をそれぞれ表し、灰色は5年平均値に伴う不確かさを表す。また、比較のためにグローバルカーボンプロジェクト（GCP）が海洋や陸上生態系のモデルを用いて推定した炭素吸収量の年々変化（青点線：年平均値、青太線：5年平均値）もプロットした。海洋の吸収量が2004年頃の減少を除くと微増傾向にあるのに対し、陸上生物圏は2009年頃を境に増加傾向から減少傾向に転じたように見える。こうした傾向はGCPによるモデル推定結果ともよく一致する