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森林の林冠ギャップ空間分布の統計物理的研究

Research Project

Project/Area Number 10874057
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 物性一般(含基礎論)
Research InstitutionChuo University

Principal Investigator

香取 眞理  中央大学, 理工学部, 教授 (60202016)

Project Period (FY) 1998 – 2000
Project Status Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2000: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 1999: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 1998: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords森林動態 / 林冠ギャップ / イジングモデル / パーコレーション / 相関等式 / 森林火災 / フレンドリーウォーク / 濡れ転移 / 自己組織化臨界現象 / べき乗則 / 林冠ギャップサイズ分布 / 相変異 / 大発生
Research Abstract

1.森林総研の田中浩氏から提供していただいた小川森林保護区の航空写真による実測データに対して,我々が開発したイジングモデルによる解析方法を適用した.その際,パラメータを決定する新しい方法として,熱平衡状態で成立する相関等式を用いる方法を考案した.実際にこの方法を小川森林保護区の実測データの解析に応用すると,これまでのモンテカルロ法による方法ではパラメータを決定できなかった1991年のデータに対しても,パラメータを決定することが出来た.
2.小川森林保護区の実測データでは,林冠ギャップの有無という2値のデータだけではなく,各サイトでの樹林の最高値が与えられている.このため,林冠ギャップと林冠とを分けるしきい値を変えた場合に,林冠ギャップ・クラスターの統計性がどのように変わるかを調べることも可能である.従来のモンテカルロ法によるパラメータ探索では,しきい値を変えるごとにモンテカルロ・シミュレーションを行わなければならなかったため,系統的なデータ解析は困難であった.しかし今回,熱平衡相関等式を用いる方法が出来たので,しきい値を変えて系統的に調べることが出来た.結果として,しきい値の選び方に依らず,決定されたパラメータはどれもイジングモデルの臨界値に近いものであった.
3.森林動態に対する別の数理モデルとして,ある種の森林火災のパーコレーションモデルを提案し,計算機シミュレーションを行なった.そして,森林モデルで臨界性が実現される極限として知られているDrossel-Schwabl極限について考察した.
4.有効グラフ上のパーコレーションの問題は,森林動態や伝染病伝播の問題の基礎モデルを作る上で重要である.この問題に対して,Arrowsmith-Essam公式と呼ばれるグラフ展開を拡張することが出来た.それにより,いわゆるフレンドリー・ウォークと呼ばれる相互作用する粒子系の統計力学を構成し,この系は高分子や,多成分流体系の「濡れ転移」のモデルと関連深いことを示した.

Report

(3 results)
  • 2000 Annual Research Report
  • 1999 Annual Research Report
  • 1998 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All Other

All Publications (12 results)

  • [Publications] M.Katori,N.Konno,H.Tanemura: "Survival Probabilities for Discrete-Time Models in One Dimension"Journal of Statistical Physics. 99・1/2. 603-612 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Katori: "Percolation Transitions and Wetting Transions in Stochastic Models"Brazilian Journal of Physics. 30・1. 83-96 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] N.Konno and M.Katori: "Extension of the Arrowsmith-Essam Formula to the Domany-Kinzel Model"Journal of Statistical Physics. 101・3/4. 747-774 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] N.Inui and M.Katori: "Fermi Partition Functions of Friendly Walkers and Pair Connectedness of Directed Percolation"Journal of the Physical Society of Japan. 70・1. 1-4 (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] T.Takamatsu and M.Katori: "Analysis of canopy-gap structures of forests by thermal equilibrium correlation equalities"Trans.of MRS-J. 26(掲載決定). (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] T.Takamatsu and M.Katori: "On the Drossel-Schwabl limit in a forest fire model"Trans.of MRS-J. 26(掲載決定). (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] S.Kizaki and M.Katori: "Analysis of Canopy-Gap Structures of Forests by Ising-Gibbs States"Journal of the Physical Society of Japan. 68. 2553-2560 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] M.Katori, T.Tsuchiya, N.Inui,H.Kakuno: "Baxter-Guttmann-Jensen Conjecture for power Series in Directed Percolation Problem"Annals of Combinatorics. 3. 337-356 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] S.Kizaki and M.Katori: "A Stochatic Lattice Model for Locust Outbreak." Physica A. 266. 313-316 (1999)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] T.Tsuchiya and M.Katori: "Effect of Anisotropg on the Self-Orgsni^3ed Critical state of Abelian Sandpile Models" Physica A. 266. 332-335 (1999)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] T.Tsuchiya and M.Katori: "Exact Results for the Directed Abelian Sandpile Models" Journal of Physics A : Mathematical and General. 32(印刷中). (1999)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] 香取眞理: "非平衡統計力学" 裳華房(東京), 142 (1999)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report

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Published: 1998-04-01   Modified: 2016-04-21  

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