寒冷圏の水循環及び物質循環に果たす森林及び積雪の影響評価

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11490001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 石川 信敬 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (70002277)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 夕美子 北海道大学, 農学部・附属演習林, 教務職員 (60221397) ; 石井 吉之 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (40222955) ; 兒玉 裕二 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (70186708) ; 平野 高司 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (20208838) ; 高橋 英紀 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (20001472)
• Keywords: 蒸発散量 / 熱収支 / 炭酸ガス / 酸性度 / 乱流変動法 / 顕熱 / 水循環 / 樹冠

Research Abstract

積雪寒冷地域の森林流域の水循環過程とは降雪、積雪、融雪、地中浸透、河川流出、蒸発からなっており、それぞれの過程において水の交換と供に熱の交換さらには炭酸ガスや化学物質の交換が行われている。特に積雪地帯の森林が水蒸気や炭酸ガスの放出源か吸収源か、また森林は酸性雨(雪)を中和させているか、等に関して不明な点が多い。そこで本年度は北海道の多雪地帯(雨龍演習林)と寡雪地帯(苫小牧演習林)の両森林において、林床から樹冠までの気温、放射、湿度分布、林床面、樹冠上の乱流構造及び熱、水蒸気輸送量、炭酸ガス濃度の季節変動の観測を行った。また積雪に関しては化学成分と酸性度変動を測定した。樹冠上で蒸発散量は明瞭な季節変化を示した。しかし、夏期の蒸発散量は放射収支量の30-40%に過ぎず文献で伝えられる物に比べて小さくなった。そこで乱流変動法による森林の蒸発散量を評価する際に必要な、乱流データ処理について各種の補正を行なった。地形が平坦な植生面で得られたフラックスの実測値に対して、地形に関わると考えられる補正を行った結果は補正前の値と変わらなかった。すなわち、顕熱のトレンド処理は不必要であった。また水蒸気密度の変動に関わる補正結果も補正前の値とほとんど変わらなかった。しかし水蒸気変動計の光の減衰に関わる補正については5〜10%の違いが生じた。今後は、どのような条件で各種の補正が必要になるのか検討し、乱流変動法の精度を高める必要がある。また炭酸ガス交換量を落葉広葉樹林の樹冠上と林床面で赤外線分析器で測定したが、林床面の濃度が遥かに大きくなった。しかし測定器のチェンバーの送風量によって値が大きく変動すること、さらには場所によっても大きく異なる事から今後は多点のフラックス測定が必要である。