Estimation of tree root biomass using ground penetrating radar without soil excavation

• Project/Area Number: 22380090
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Forest science
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: HIRANO Yasuhiro 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (60353827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): DANNOURA Masako 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (90444570) ; YAMASE Keitaro 兵庫県立農林水産技術総合センター, 森林 林業技術センター, 主席研究員 (90463413) ; TANIKAWA Toko 独立行政法人森林総合研究所, 関西支所, 主任研究員 (10353765)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥14,300,000 (Direct Cost: ¥11,000,000、Indirect Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2012: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2011: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2010: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
• Keywords: 樹木根 / 地中レーダ / バイオマス / 根直径 / クロマツ / 非破壊 / 国際情報交換 / スイス・フィンランド / スギ / スイス:フィンランド

Research Abstract

Tree root can accumulate 30% of individual tree biomass. Ground penetrating radar can detect roots non-destructively, but detection frequency of roots has not been elucidated. We conducted radar scanning in a Pinus thunbergii forest and compared radar detection images with vertical distribution of roots.
Detection frequency of Pinus roots that were larger than 1.0 cm in diameter was 54% and the methods using ground penetrating radar can estimate root biomass to be 68% of excavated roots. Root orientation can affect radar detection frequency in forest field.

Research Products

• [Journal Article] Detection frequency of Pinus thunbergii roots with ground-penetrating radar is related to root biomass. (2012)
  • Author(s): Hirano Y., Yamamoto R., Dannoura M., Aono K., Igarashi T., Ishii M., Yamase K., Makita N., Kanazawa Y.
  • Journal Title: Plant and Soil Volume: 360 Issue: 1-2 Pages: 363-373
  • DOI: 10.1007/s11104-012-1252-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 土の中の根を見る方法 (2012)
  • Author(s): 大橋瑞江,中野愛子,平野恭弘
  • Journal Title: 森林科学 Volume: 65 Pages: 8-11
• [Presentation] 樹木根を地中探査用レーダを用いて検出する-これまでの知見とこれからの課題- (2013)
  • Author(s): 平野恭弘,檀浦正子,山瀬敬太郎,谷川東子,山本梨加,池野英利,大橋瑞江,青野健治,牧田直樹,金澤洋一
  • Organizer: 第124回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 岩手大学(盛岡)
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] 樹木根を地中探査用レーダを用いて検出する -これまでの知見とこれからの課題- (2013)
  • Author(s): 平野恭弘、檀浦正子、山瀬敬太郎、谷川東子、山本梨加、池野英利、大橋瑞江、青野健治、牧田直樹、金澤洋一
  • Organizer: 第１２４回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Presentation] 樹木根の三次元化-複数の点座標から個体根系への復元アルゴリズムの開発- (2012)
  • Author(s): 関原光太郎,谷川東子,檀浦正子,山瀬敬太郎,池野英利,大橋瑞江,平野恭弘
  • Organizer: 第37回根研究集会
  • Place of Presentation: 京都大学(京都)
  • Year and Date: 2012-12-02
• [Presentation] 地中レーダを用いた様々な樹種根系の検出 (2012)
  • Author(s): 平野恭弘,檀浦正子,山瀬敬太郎,谷川東子,青野健治,金澤洋一
  • Organizer: 第37回根研究集会
  • Place of Presentation: 京都大学(京都)
  • Year and Date: 2012-12-01
• [Presentation] Application of ground penetrating radar to roots of Pinus thunbergii forests (2012)
  • Author(s): Hirano, Y., Dannoura, M., Tanikawa, T., Yamase, K., Aono, K, Yamamoto, R., Kanazawa, Y
  • Organizer: COST Action FP0803, Belowground carbon turnover in European forests
  • Place of Presentation: Antalya, Turkey
  • Year and Date: 2012-10-29
• [Presentation] Angle of root crossed scanning line is important for root detection with ground penetrating radar (2012)
  • Author(s): Dannoura, M., Hirano, Y., Tanikawa, T., Yamase, K., Aono, K., Igarashi, T., Ishii, M., Kanazawa, Y
  • Organizer: 8^<th> Symposium of the International Society of Root Research
  • Place of Presentation: Univ of Dundee (Dundee, UK)
  • Year and Date: 2012-06-26
• [Presentation] 地中レーダ走査線と樹木根の伸長方向がなす角度が根バイオマス推定値に与える影響と補正法 (2012)
  • Author(s): 谷川東子,檀浦正子,山瀬敬太郎,青野健治,池野英利,大橋瑞江,平野恭弘
  • Organizer: 第37回根研究集会
  • Place of Presentation: 京都大学(京都)
  • Year and Date: 2012-02-01
• [Presentation] Angle of root crossed scanning line is important for root detection with ground penetrating radar (2012)
  • Author(s): Masako Dannoura, Yasuhiro Hirano, Toko Tanikawa, Keitarou Yamase et al.
  • Organizer: The eighth symposium of the International Society of Root Research
  • Place of Presentation: Dundee, Scotland
• [Presentation] Application of ground penetrating radar to roots of Pinus thunbergii forests (2012)
  • Author(s): Yasuhiro Hirano, Masako Dannoura, Toko Tanikawa, Keitarou Yamase et al.
  • Organizer: COST Action FP803, Belowground carbon turnover in European forests
  • Place of Presentation: Antalya, Turkey
• [Presentation] 樹木根の三次元化 -複数の点座標から個体根系復元へのアルゴリズムの開発- (2012)
  • Author(s): 関原光太郎、谷川東子、檀浦正子、山瀬敬太郎、池野英利、大橋瑞江、平野恭弘
  • Organizer: 第３７回根研究集会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] 地中レーダを用いた様々な樹種根系の検出 (2012)
  • Author(s): 平野恭弘、檀浦正子、山瀬敬太郎、谷川東子、青野健冶、金沢洋一
  • Organizer: 第３７回根研究集会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] 地中レーダ走査線と樹木の伸長方向がなす角度が根バイオマス推定値に与える影響とその補正方法 (2012)
  • Author(s): 谷川東子、檀浦正子、山瀬敬太郎、青野健治、池野英利、大橋瑞江、平野恭弘
  • Organizer: 第３７回根研究集会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] 地中探査用レーダを用いた樹木根の検出-根のレーダ反射波を妨げる要因- (2011)
  • Author(s): 平野恭弘,檀浦正子,谷川東子,山瀬敬太郎,青野健治,石井政博,野本大輔,五十嵐鉄朗
  • Organizer: 第122回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 静岡大学(静岡)
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] 地中レーダを用いた樹木根の検出-探査方向と根の伸長方向との角度が検出角度に与える影響- (2011)
  • Author(s): 谷川東子,檀浦正子,山瀬敬太郎,青野健治,石井政博,五十嵐鉄朗,平野恭弘
  • Organizer: 第123回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学(宇都宮)
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] 地中探査用レーダを用いた樹木根の検出.-根のレーダ反射波を妨げる要因- (2011)
  • Author(s): 平野恭弘, 檀浦正子, 谷川東子, 山瀬敬太郎, 青野健治, 石井政博, 野本大輔, 五十嵐鉄朗
  • Organizer: 第122回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 静岡大学
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] 地中レーダ法によるクロマツ林根系バイオマスの推定 (2010)
  • Author(s): 平野恭弘,山本梨加,檀浦正子,山瀬敬太郎,青野健治,五十嵐鉄朗,石井政博,金澤洋一
  • Organizer: 第59回日本森林学会大会中部支部大会
  • Place of Presentation: 三重大学(津)
  • Year and Date: 2010-10-16
• [Presentation] 地中レーダ法によるクロマツ林根系バイオマスの推定 (2010)
  • Author(s): 平野恭弘, 山本梨加, 檀浦正子, 山瀬敬太郎, 青野健治, 五十嵐鉄朗, 石井政博, 金澤洋一
  • Organizer: 第59回日本森林学会中部支部大会
  • Place of Presentation: 三重大学
  • Year and Date: 2010-10-16
• [Presentation] 地中レーダを用いた樹木根の検出.-探査方向と根の伸長方向との角度が検出精度に与える影響-
  • Author(s): 谷川東子、檀浦正子、 山瀬敬太郎、青野健治、石井政博、五十嵐鉄朗、平野恭弘
  • Organizer: 第123回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学