Development of validation method for the scaling up of carbon flux simulation using ecological process models

• Project/Area Number: 22248017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Forest science
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: AWAYA Yoshio 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (90353565)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): OHTSUKA Toshiyuki 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (90272351) ; TAMAGAWA Ichiro 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (40273198) ; KOJIMA Toshiharu 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 准教授 (90346057) ; SAITOH Taku 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 特定研究補佐員 (50420352) ; TAKAHASHI Tomoaki 森林総合研究所, 九州支所, 主任研究員 (90435587) ; 村岡 裕由 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (20397318)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): MURAOKA Hiroyuki 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (20397318)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥46,280,000 (Direct Cost: ¥35,600,000、Indirect Cost: ¥10,680,000); Fiscal Year 2013: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000); Fiscal Year 2012: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000); Fiscal Year 2011: ¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000); Fiscal Year 2010: ¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000)
• Keywords: 炭素収支 / 生態系プロセスモデル / LiDAR / 木部乾燥重量 / 純一次生産量 / 広域検証 / 森林生態 / 保護 / 保全 / 整理生態 / 生理生態 / 生物圏現象 / モニタリング / リモートセンシング / 森林

Research Abstract

An ecological process model SATECO was tuned and revised based on micro climatological and ecological measurements at evergreen conifer and deciduous broadleaved forests. Carbon flux was simulated by SATECO with climate data over Daihachiga river basin in Gifu prefecture.
Vegetation type was classified using satellite imagery and woody dry biomass was estimated at two periods using canopy height data from airborne laser measurements and the classification map. Biomass growth (woody net primary production, NPP) was computed as the difference of the two dry biomass estimations. Simulated NPP by SATECO and woody NPP were compared each other and differences of the two NPP in spatial distribution and NPP values could show appropriateness of the simulation result.

Research Products

• [Journal Article] 群落スケールの生態系呼吸-炭素循環および熱循環の視点から- (2014)
  • Author(s): 斎藤琢
  • Journal Title: 光合成研究 Volume: Vol.24、No.1 Pages: 27-31
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ”International Joint Conference of 11th AsiaFlux International Workshop, 3rd HESSS and 14th Annual Meeting of KSAFM “Communicating Science to Society: Coping with Climate Extremes for Resilient Ecological-Societal Systems”の報告 (2014)
  • Author(s): 丸山篤志，宮崎真，小谷亜由美，栗林正俊，斎藤琢，小野圭介
  • Journal Title: 生物と気象 Volume: 14
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LiDARデータを用いた高山市大八賀川流域の森林の蓄積推定 : 針葉樹林と広葉樹林の比較 (2013)
  • Author(s): 粟屋善雄、福田夏子、高橋與明、河合洋人
  • Journal Title: 中部森林研究 Volume: Vol.61 Pages: 103-104
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 低密度航空機LiDARによる人工針葉樹林の林分パラメータの推定 (2013)
  • Author(s): 小谷英司，粟屋善雄
  • Journal Title: 写真測量とリモートセンシング Volume: 52(2) Pages: 44-55
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An analysis of summer evapotranspiration based on multi-year observations including extreme climatic conditions over a cool-temperate evergreen coniferous forest, Takayama, Japan (2013)
  • Author(s): Saitoh T.M., Tamagawa I., Muraoka H., and Kondo H.
  • Journal Title: Hydrological Processes Volume: 27 Issue: 23 Pages: 3341-3349
  • DOI: 10.1002/hyp.9834
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 航空機LiDARによるスギ・ヒノキ林分の平均樹高推定－レーザ点密度を変えた場合の事例－ (2013)
  • Author(s): 高橋與明, 粟屋善雄, 田中真哉
  • Journal Title: 九州森林研究 Volume: 66 Pages: 19-22
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional consequences of differences in canopy phenology for the carbon budgets of two cool-temperate forest types : simulations using the NCAR/LSM model and validation using tower flux and biometric data (2012)
  • Author(s): Saitoh T.M., Nagai S., Yoshino J., Muraoka H., Saigusa N., Tamagawa I.
  • Journal Title: Eurasian Journal of Forest Research Volume: Vol.15, No.1 Pages: 19-30
  • NAID: 120004608989
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LiDARとQuickbirdのデータを用いた植生タイプ分類-高山市大八賀川流域の事例- (2012)
  • Author(s): 福田夏子、粟屋善雄、児島利治
  • Journal Title: システム農学 Volume: Vol.28、No.4 Pages: 115-122
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LiDARとQuickbirdのデータを用いた森林植生タイプの分類―高山市大八賀川流域の事例- (2012)
  • Author(s): 福田夏子, 粟屋善雄, 児島利治
  • Journal Title: システム農学雑誌 Volume: 28(4) Pages: 115-122
  • NAID: 130005074405
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional consequences of differences in canopy phenology for the carbon budgets of two cool-temperate forest types: simulations using the NCAR/LSM model and validation using tower flux and biometric data (2012)
  • Author(s): Saitoh T.M., Nagai S., Yoshino J., Muraoka H., Saigusa N., and Tamagawa I.
  • Journal Title: Eurasian Journal of Forest Research Volume: 15 Pages: 19-30
  • NAID: 120004608989
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Examination of the extinction coefficient in the Beer–Lambert law for an accurate estimation of the forest canopy leaf area index (2012)
  • Author(s): Saitoh T.M., Nagai S., Noda H.M., Muraoka H. and Nasahara K.N.
  • Journal Title: Forest Science and Technology Volume: 8 Issue: 2 Pages: 67-76
  • DOI: 10.1080/21580103.2012.673744
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Forest Types Classification using Multi-seasonal High Resolution Satellite Images (2011)
  • Author(s): Mahboob, MG, Kuniyoshi, S, Kojima, T, Shinoda, S
  • Journal Title: Proceedings of International Conference on Environmental Aspects of Bangladesh Pages: 58-62
• [Journal Article] Estimation and validation of biomass of a mountanious agroecosystem by means of sampling, spectral data and QuickBird satellite image (2011)
  • Author(s): Abdullah, HM, Akiyama, T, Shibayama, M, Awaya, Y
  • Journal Title: International Journal of Sustainable Development and World Ecology Volume: 18(5) Pages: 384-392
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LiDARデータと植生分類図の比較による樹冠高分布の傾向の解析 (2011)
  • Author(s): 福田夏子, 粟屋善雄, 高橋與明
  • Journal Title: 中部森林研究 Volume: 59 Pages: 55-56
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of seasonal and interannual variation in leaf photosynthesis and canopy leaf area index on gross primary production in a cool-temperate deciduous broadleaf forest in Takayama, Japan (2010)
  • Author(s): Muraoka H., Saigusa N., Nasahara K.N., Noda H., Yoshino J., Saitoh T.M., Nagai S., Murayama S., Koizumi H.
  • Journal Title: Journal of Plant Research Volume: Vol.123 Issue: 4 Pages: 563-576
  • DOI: 10.1007/s10265-009-0270-4
  • NAID: 10027219989
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 航空機LiDARによる針葉樹林の平均樹高成長モニタリングの可用性 (2014)
  • Author(s): 高橋與明、粟屋善雄、田中真哉
  • Organizer: 日本森林学会第125回大会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ(埼玉県さいたま市)
  • Year and Date: 2014-03-28
• [Presentation] 冷温帯落葉広葉樹林における窒素無機化速度の空間分布－樹木の生長量および微生物活性との関係性－ (2014)
  • Author(s): 吉竹彩子，吉竹晋平，飯村康夫，大塚俊之
  • Organizer: 第61回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] Heterogeneity in soil respiration relating to soil temperature and moisture in a Beech-Oak old-growth forest on the slope of Mt Hakusan (2014)
  • Author(s): Ohtsuka T., Suchewaboripont V., Iimura Y., Yoshitake S.
  • Organizer: 第61回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] 白山山麓・大白川ブナ原生林における土壌窒素無機化速度の空間的不均一性 (2014)
  • Author(s): 飯村康夫、森田悠介、吉竹晋平、大塚俊之
  • Organizer: 第61回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] 航空機LiDARデータを利用した森林の木部バイオマスの成長量推定－岐阜県大八賀川流域での事例－ (2014)
  • Author(s): 粟屋善雄，河合洋人，高橋與明
  • Organizer: 日本森林学会第125回大会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ
• [Presentation] 航空機LiDARによる針葉樹林の平均樹高成長モニタリングの可用性 (2014)
  • Author(s): 高橋與明，粟屋善雄，田中真哉
  • Organizer: 日本森林学会第125回大会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ
• [Presentation] 航空機LiDARデータを利用した森林の木部バイオマスの推定－立木密度の影響軽減方法の検討－ (2014)
  • Author(s): 粟屋善雄，高橋與明
  • Organizer: 日本写真測量学会 平成26年度年次学術講演会
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所
• [Presentation] 白山山麓ブナ・ミズナラ原生林における炭素循環 (2013)
  • Author(s): 大塚俊之、Vilanee Suchewaboripont、飯村康夫、馬倩、吉竹晋平、小見山章
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県幕張)
  • Year and Date: 2013-05-22
• [Presentation] 低密度LiDARデータによる森林の材積推定の不確実性-DTMの精度の影響- (2013)
  • Author(s): 粟屋善雄、河合洋人、福田夏子、高橋與明、秋山侃
  • Organizer: システム農学会大会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館(鳥取県鳥取市)
  • Year and Date: 2013-05-13
• [Presentation] 群落スケールの生態系呼吸 －炭素循環および熱循環の視点から－ (2013)
  • Author(s): 斎藤琢
  • Organizer: 日本植物学会第77回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Invited
• [Presentation] 温暖化による生育期間延長を考慮した落葉広葉樹林における炭素収支 (2013)
  • Author(s): 斎藤琢他
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合 2013年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
• [Presentation] Impact of canopy phenology on carbon budget in a deciduous broad-leaved forest with understory evergreen dwarf bamboo under near future climate condition (2013)
  • Author(s): Saitoh T.M. et al.
  • Organizer: IJC of 11th AsiaFlux international Workshop, 3rd HESSS and 14th Annual Meeting of KSAFM
  • Place of Presentation: Seoul National University
• [Presentation] Impact of canopy phenology on carbon and heat cycles in a deciduous broad-leaved forest under climate change: implication for phenological observation (2013)
  • Author(s): Saitoh T.M.et al.
  • Organizer: Synthesis Workshop on the Carbon Budget and Forest Ecosystem in the Asian Monitoring Network
  • Place of Presentation: Takayama, Gifu
• [Presentation] 白山山麓ブナ・ミズナラ原生林における炭素循環 (2013)
  • Author(s): 大塚俊之，Vilanee Suchewaboripont，飯村康夫，馬倩，吉竹晋平，小見山章
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合 2013年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
• [Presentation] ブナ成熟林における成熟林エリアとギャップエリアの土壌炭素量および質の比較 (2013)
  • Author(s): 飯村康夫，廣田充，井田秀行，大塚俊之
  • Organizer: 第61回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
• [Presentation] 低密度LiDARデータによる森林の材積推定の不確実性－DTMの精度の影響－ (2013)
  • Author(s): 粟屋善雄，河合洋人，福田夏子，高橋與明，秋山侃
  • Organizer: システム農学会大会
  • Place of Presentation: 文部科学省研究交流センター
• [Presentation] Mapping of Woody Biomass Growth in the Upstream Area of Daihachiga River Basin using LiDAR Data in 2005 and 2011 (2013)
  • Author(s): Awaya Y., Fukuda N., Kawai H., Takahashi T.
  • Organizer: Synthesis Workshop on the Carbon Budget and Forest Ecosystem in the Asian Monitoring Network,
  • Place of Presentation: Takayama, Gifu
• [Presentation] リモートセンシングを利用した落葉広葉樹林の炭素収支に及ぼす温暖化の広域影響評価 (2013)
  • Author(s): 斎藤琢
  • Organizer: 第60回日本生態学会
  • Place of Presentation: 静岡県コンベンションアーツセンター, 静岡
  • Invited
• [Presentation] Carbon budget in a deciduous broad-leaved forest considering the expanded growing period length by global warming (2012)
  • Author(s): Saitoh T.M., Naga S., Yoshino J., Saigusa N., Tamagawa I., and Muraoka H.
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2012
  • Place of Presentation: Makuhari, Chiba, Japan
• [Presentation] LiDARとQuickbirdのデータを用いた植生タイプ分類・高山市大八賀川流域の事例- (2011)
  • Author(s): 福田夏子・粟屋善雄・児島利治
  • Organizer: システム農学会2011秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 広島大学大学院国際協力研究科
  • Year and Date: 2011-10-23
• [Presentation] NPP estimation of cropland and abandoned cropland using biomass sampie felid spectra and field metrological data (2011)
  • Author(s): Abdullah, HM, Akiyama, T, Shibayama, M, Awaya, Y
  • Organizer: システム農学会2011秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 広島大学大学院国際協力研究科
  • Year and Date: 2011-10-23
• [Presentation] QuickbirdとLiDARデータによる植生分類図の作成 (2011)
  • Author(s): 福田夏子, 粟屋善雄, 高橋與明, 河合洋人
  • Organizer: 日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 静岡大学(地震のため中止、講演集公開)
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 高分解能衛星画像を用いた森林の植生タイプ分類 (2011)
  • Author(s): 國吉真司, 児島利治, 篠田成郎, 河合洋人
  • Organizer: 土木学会中部支部
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2011-03-04
• [Presentation] LiDARと空中写真のDSMを利用した樹冠変化の把握
  • Author(s): 粟屋善雄, 福田夏子, 河合洋人, 阿拉坦娜布其
  • Organizer: 日本リモートセンシング学会第52回学術講演会
  • Place of Presentation: 東京大学生産研究所
• [Presentation] LiDARデータを用いた高山市大八賀川流域の森林の蓄積推定－針葉樹林と広葉樹林の比較－
  • Author(s): 粟屋善雄，福田夏子，高橋與明，河合洋人
  • Organizer: 第2回中部森林学会
  • Place of Presentation: 信州大学農学部
• [Presentation] LiDARデータを用いた地盤高(DEM)作成方法の検討-高山市大八賀川流域の事例-
  • Author(s): 福田夏子, 粟屋善雄
  • Organizer: 第2回中部森林学会
  • Place of Presentation: 信州大学農学部
• [Presentation] Mapping of canopy area of decidous broad-leaved forest using aerial photographs and LiDAR data
  • Author(s): Alatannabuti, Awaya, Y.
  • Organizer: 第2回中部森林学会
  • Place of Presentation: 信州大学農学部
• [Presentation] 低密度LiDARデータを用いた小流域レベルでの蓄積マッピング－岐阜県大八賀川の事例－
  • Author(s): 粟屋善雄, 高橋與明, 福田夏子, 河合洋人
  • Organizer: 第124回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Presentation] 空中写真を利用したブナ老齢林の樹冠変化のモニタリング
  • Author(s): 阿拉坦娜布其, 粟屋善雄
  • Organizer: 第124回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Presentation] 白山山麓大白川ブナ原生林の純一次生産量の推定
  • Author(s): 大塚俊之, Vilanee Suchewaboripont, 飯村康夫、吉竹晋平
  • Organizer: 第60回日本生態学会
  • Place of Presentation: 静岡県コンベンションアーツセンター, 静岡
• [Book] 植生のリモートセンシング、第4章 植物の群落と機能(HGJones, RA Vaughan(著)、久米篤・大政謙次(監訳))(分担翻訳) (2013)
  • Author(s): 斎藤琢
  • Publisher: 森北出版
• [Book] 植生のリモートセンシング，第4章 植物の群落と機能 (2013)
  • Author(s): 斎藤琢（HG Jones, RA Vaughan 著, 久米篤，大政謙次 監訳)
  • Total Pages: 446
  • Publisher: 森北出版
• [Remarks] ホームページ
  • URL: http://www.green.gifu-u.ac.jp/~awayalab/wordpress/?page_id=68
• [Remarks] 広域における炭素収支の推定結果の検証法開発（科研費基盤研究A）
  • URL: http://www.green.gifu-u.ac.jp/~awayalab/wordpress/?page_id=68