2001 Fiscal Year Annual Research Report
山地小流域の水循環にともなう大気-森林-渓流系の炭素循環の総合把握に関する研究
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12460068
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
谷 誠 京都大学, 農学研究科, 教授 (00314245)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大手 信人 京都大学, 農学研究科, 助教授 (10233199)
杉本 敦子 京都大学, 生態学研究センター, 助教授 (50235892)
文字 信貴 大阪府立大学, 農学部, 教授 (20111982)
武田 博清 京都大学, 農学研究科, 教授 (60109048)
小杉 緑子 京都大学, 農学研究科, 助手 (90293919)
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| Keywords | 炭素循環 / 水循環 / 森林水文学 / 二酸化炭素フラックス / 溶存有機態炭素 / 多層モデル / 遮断蒸発 / 岩盤地下水 |
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| Research Abstract |
本研究においては、大気森林間の交換過程、地中から渓流にかけての流出過程の両面に観測を展開し、山地小流域の水循環にともなって炭素がどのように循環するかを解明することを目標としている。
交換過程に関して本年は、渦相関法の観測をヒノキ人工林で行い、水蒸気・二酸化炭素フラックスの長期変動を求めた。また、気温、湿度、二酸化炭素濃度の鉛直分布を再現する多層モデルを開発して、その観測による検証を試みた。さらに、林内雨量を観測するとともに、樹冠各部の葉の濡れを測定し、付着した雨水の蒸発と気孔からの蒸散を区別して水蒸気輸送量を計算できるよう改良された多層モデルの検証を行った。これらの結果、フラックスの季節変化が明らかになるとともに、多層モデルが林内の各物理量の分布や付着雨水の蒸発をよく再現することが明らかになった。これらの結果は、大気森林の交換過程が多層モデルで説明可能であることを示しており、二酸化炭素交換特性の解析に多層モデル利用が有効であることを強く示唆する成果といえる。
森林流域の地中における炭素の動態に関しては、溶存有機態炭素(DOC)の測定によってその濃度形成過程を検討した。これにより、斜面表層土壌、下層土壌でのDOC消費量を推定し、両者でその消費メカニズムが異なることを示すとともに、渓流DOC濃度が流域末端部での土壌浸透水と岩盤地下水の混合によって決まることを明らかにした。これらの結果は、DOC形成に対する水文過程の役割が大きいことを説明した新しい成果と考える。
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[Publications] Katsuyama et al.: "A three-component end-member analysis of streamwater hydrochemistry in a Japanese forested headwater catchments"Hydrological Processes. 15. 249-260 (2001)
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[Publications] Asano et al.: "Evaluation of water residence times in small headwater catchments"Freibuger Schriften zur Hydrologie. 13. 75-81 (2001)
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[Publications] Asano et al.: "Residence time and flow paths of water in steep unchanneled catchments, Tanakami, Japan"Journal of Hydrology. 261. 173-192 (2002)
