積雪寒冷地における気候変動下の農地土壌物理環境予測：津軽地域のリンゴ園を対象に
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19K15934
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
加藤 千尋 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (60728616)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 土中水・熱・物質移動 / 気候変動 / 積雪寒冷地 / リンゴ樹園地 / リンゴ園地 / 土中水・熱移動 / 土中二酸化炭素 / リンゴ園 / 土壌水分 / 地温 / 土中CO2濃度 / 数値計算 |
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| Outline of Research at the Start |
気候変動に伴う冬季の気温上昇や降水パターンの変化は，積雪寒冷地においては根雪の期間や融雪の時期を変化させ，冬季～春季の土壌水分・温度状態，土中の生化学反応や物質動態を変化させると考えられる．土壌水分や地温などの土中の環境は，作物生産や土壌微生物の働き，土中で生じる諸反応に影響を及ぼす．本研究では津軽地域のリンゴ園を対象に，将来予測されている気温や降水量の変化に基づいて数値計算（シミュレーション）を行い，「気候変動下において，積雪寒冷地では積雪や融雪の時期，量が変化することによって，農地土中の水分、温度状態や土中のCO2濃度分布がどのように変化し得るか」を検討する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，気候変動の農作物への影響や，生物季節の変化が頻繁に報告されている．気温や降水パターンの変化は，土壌の水分状態や地温を変化させる．土壌は作物栽培や土壌微生物による諸反応の基盤であり，土壌水分や地温は作物の生育・収量や，土中の生化学反応・物質動態を左右する．特に積雪寒冷地においては降雪パターンの変化も指摘され，その場合は特に冬季～春季の土壌水分・温度状態，土中の生化学反応・物質動態に影響が及ぶことが考えられる．そこで本研究では「気候変動下において，積雪寒冷地では農地土中の水移動・熱移動にどのような影響が及ぶか？また，土壌物理環境の変化に伴い，有機物分解速度がどのように変化するか？」を検討することを目的にしている．対象地としては，津軽地域の主要な土地利用形態の一つであるリンゴ樹園地を選定した．
本研究の開始以降，青森県弘前市近郊の弘前大学藤崎農場内のリンゴ園において数値計算に必要なパラメータ推定やモデル検証に資する目的で深さ15cmおよび深さ40㎝における土壌水分，地温，土中CO２濃度のモニタリングを継続的に行ってきた．また，土壌を採取し，土壌炭素含量や溶存有機体炭素量の測定，地表面から放出されるCO２のフラックスを測定してきた，当該年度は主にHYDRUS-１Dモデルを用い，モニタリング期間中を対象に，土中の水・熱・CO2移動予測の数値計算を検討した．これまでのモニタリング結果をもとに計算領域の設定や境界条件，土壌の水理・熱・CO2生成パラメータやサブモデルを再検討し，計算精度を向上させた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
育児休業により1年ほど研究を中断したが，当該年度の途中から再開し，数値計算や将来気候シナリオの検討を進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで蓄積してきた検証用のモニタリングデータをもとに，モデルやパラメータを決定する．必要に応じて，対象地において採取した土壌を用い，モデルのパラメータに係る土壌の諸物性値を追加で測定する．そして，準備を行ってきた将来の気候シナリオを境界条件とし，気候変動下の土壌水分・地温状態，CO2動態予測計算を行う．
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Report
(4 results)
Research Products
(4 results)
