2003 Fiscal Year Annual Research Report

各種陸上生態系における炭素・水・熱フラックスの相互関係の微気象生態学的解析

Research Project

Project/Area Number	13308027
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	及川武久筑波大学, 生物科学系, 教授 (70011682)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山本晋独立行政法人, 産業技術総合研究所・環境管理研究部門, 副部門長 (20358287) 小池孝良北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (10270919) 谷誠京都大学, 大学院・農学研究科, 教授 (00314245) 伊藤昭彦海洋科学技術センター, 地球フロンティア研究システム・生態系変動予測研究領域, 研究員 (70344273) 寺島一郎大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40211388)
Keywords	フラックス観測 / 渦相関法 / 陸域生態系 / 炭素循環 / 物質循環特性 / 生態系モデル / 大気輸送陸面モデル / COP3
Research Abstract	1997年12月に京都で開かれた「気候変動枠組み条約第3回締約国会議」,いわゆるCOP3で議定書が調印されて,先進各国は人為起源のCO_2放出を削減することが決められた。その中で,日本も2010年までに6%削減することになった。それに加えて,森林が大気CO_2を吸収していれば,その分を削減量から差し引くという,いわゆるネット方式も取り入れられて,陸上生態系のCO_2吸収量の問題は従来の自然科学的な問題のみに留まらず,世界の政治・経済学的な問題にも深く関わることとなった。しかしながら,陸上生態系のCO_2吸収量を科学的に評価,それも日本列島全体といった広域でしかも複雑地形の上に分布する多様な生態系を対象として定量的に精度高く評価する問題は,科学的に未解決な部分が大きい。IGBP/GAIM小委員会ではこの10年余にわたって地球規模の炭素循環の問題を精力的に検討してきたが,本研究は日本列島を中心として炭素循環の課題に下記の3つの分担課題を立ち上げて,研究に取り組む。 1)各種陸上生態系における炭素・水・熱フラックスの長期連続観測 2)各種陸上生態系における物質循環特性の解明 3)生物圏一大気圏相互作用モデルの開発平成15年度は,限られた研究資金を最大限に活用し,人材の制約を極力回避するために,2年前からすでに観測用のタワーが準備され研究実績を挙げている5地点(うち3地点は常緑針葉樹林,落葉針葉樹林,落葉広葉樹林,残り2地点はC3/C4混生草原と水田)を中心に研究を進めていた。これらの地点において,生態系の特性を反映したそれぞれ特徴のあるフラックスの季節変化を特定し,炭素動態における植物の重要な生理生態特性と日射・気温・風速・湿度などの微気象因子との関係を解析した。さらに,生態系純生産量の年々変動およびその要因を明らかにするために,熱収支インバランスやフラックスデータの補正手法の検討などを行った。これらフラックスの観測データを用いて,現在開発を進めつつある生態系モデルや大気輸送陸面モデルとの相互検証も開始した。尚,平成15年10月には,東北大学で今年度の研究成果の報告会と最終年度に当たる平成16年度に向けた研究取りまとめの方針を論議する班会議を開き,多分野の研究者間で大変有意義な議論と情報交換を行った。

Research Products

(38 results)

All Other

All Publications (38 results)

[Publications] Li S.G., Lai C.T., Yokoyama T., Oikawa T.: "Carbon dynamics and water vapor exchange over a Miscanthus-type grassland : Effects of development of the canopy"Ecological Research. 18(6). 661-676 (2003)
[Publications] Mo W., Nishimura N, Soga Y., Yamada K., Yoneyama T.: "Distribution of C3 and C4 plants and changes in plant and soil carbon Isotope ratios with altitude in the Kirigamine grassland, Japan"Grassland Science. (In press). (2004)
[Publications] 莫文紅, 井桝史彦, 横山智子, 及川武久: "陸域環境研究センター圃場における2002年のC3/C4混生草原のLAIと地上部バイオマスの季節変化"筑波大学陸域環境研究センター報告. 4. 109-117 (2003)
[Publications] 下田星児, 莫文紅, 村山昌平, 高村近子, 及川武久: "大気炭素安定同位体比によるC3/C4混生草原生態系CO_2交換特性の解析"筑波大学陸域環境研究センター報告. 4. 11-17 (2003)
[Publications] Kosugi, Y., Shibata, S., Kobashi, S.: "Parameterization of the CO_2 and H_2O gas exchange of several temperate deciduous broad-leaved trees at the leaf scale considering seasonal"Plant, Cell and Environment. 26. 285-301 (2003)
[Publications] 高梨聡, 小杉緑子, 谷誠, 矢野雅人, 大手信人, 田中広樹, 田中克典: "ヒノキ林における降雨中および降雨後の蒸発散過程"水文・水資源学会誌. 15(3). 268-283 (2003)
[Publications] 三谷智典, 小杉緑子, 谷誠, 高梨聡, 片山辰弥, 和田卓巳: "ヒノキ(Chamaecyparis obtuse)人工林における土壌呼吸量の時間的・空間的変動"日本緑化工学会誌. 29(1). 153-158 (2003)
[Publications] S.Sugawara 他: "Reconstruction of past variations of σ13C in atmospheric CO2 from its vertical distribution observed in firn"Tellus. B55. 159-169 (2003)
[Publications] D.Fujita 他: "Inter-annual Variability of the Atmospheric Carbon Dioxide Concentrat ions as Simulated with Global Terrestrial Biosphere Models and an Atm ospheric Transport Model"Tellus. B55. 530-546 (2003)
[Publications] S.Malusyutov 他: "Asian CO2 fluxes estimated using recent observations and transport model inversion"Tellus. B55. 522-529 (2003)
[Publications] S.Aoki 他: "Carbon dioxide variations in the stratosphere over Japan, Scandinavia and Antarctica"Tellus. B55. 178-186 (2003)
[Publications] S.Ishidoya 他: "High precision measurements of the atmospheric O2/N2 ratio on a mass spectrometer"J.Meteorol.Soc.Japan. 8. 127-140 (2003)
[Publications] B.Stauffer 他: "High resolution records of CO2, CH4 and N2O from polar ice cores"Mem.Natl.Inst.Polar Res.Spec.. 57. 139-152 (2003)
[Publications] S.Murayama, N.Saigusa, D.Chan, S.Yamamoto, H.Kondo, Y.Eguchi: "Temporal variations of atmospheric CO2 concentration in a temperate de ciduous forest in central Japan"Tellus. 55B. 232-243 (2003)
[Publications] T.Hirano, R.Hirata, N.Saigusa, Y.Fujinuma, S.Yamamoto, Y.Harazono, M.Takada, G.Inoue: "CO2 and water vapor exchange of a cool-temperate larch forest in northern Japan"Tellus. 55B. 244-257 (2003)
[Publications] Z.BARCZA, L.HASZPRA, H.KONDO, N.SAIGUSA, S.YAMAMOTO, J.BARTHOL Y: "Carbon sequestration of grass in Hungary"Tellus. 55B. 187-196 (2003)
[Publications] Cui X., Tang Y., Gu S., Nishimura S., Shi S., Zhao X.: "Photosynthetic depression in relation to plant architecture in two alpine herbaceous species"Environmental and Experimental Botany. 50. 125-135 (2003)
[Publications] Gu S., Tang Y, Du M., Kato T., Li Y., Cui X., Zhao X.: "Short-term term variation of CO2 flux in relation to environmental controls in an alpine meadow on the Qinghai-Tibetan Plateau"Journal of Geophysical Research. 108(in press). (2003)
[Publications] Kato T., Tang Y., Gu S., Cui X., Hirota M., Du M., Li Y., Zhao X., Oikawa T.: "Carbon dioxide exchange between the atmosphere and an alpine meadow ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau, China"Agricultural and Forest Meteorology. (in press). (2004)
[Publications] Hanba, Y.Y., Kogami, H., Terashima, I.: "The effect of internal CO2 conductance on leaf carbon isotope ratio"Isotopes Environmental and Helth Studies. 39. 5-13 (2003)
[Publications] Miyasawa, S.-I., Makino, A., Terashima, I.: "Changes in mesophyll anatomy and sink-source relationships during leaf development in Quercus glauca, an evergreen tree showing delayed leaf greening"Plant Cell and Environment. 26. 745-755 (2003)
[Publications] Yano, S., Terashima, I.: "Developmental processes of sun and shade leaves in Chenopodium album L"Plant Cell and Environment. 27(in press). (2004)
[Publications] Satiro, T., Terashima I.: "Reversible decreases in the bulk elastic modulus of mature leaves of deciduous Quercus species subjected to two drought treatments"Plant Cell and Environment. 27(in press). (2004)
[Publications] Y K.Omasa, G.Y.Qiu, K.Watanuki, K.Yoshimi, Y.Akiyama: "Accurate estimation of forest carbon stocks by 3-D remote sensing of individual trees"Environ.Sci.Technol.. 37. 1198-1201 (2003)
[Publications] 浦野豊, 大政謙次: "可搬型Scanning Lidarによるスギ林のバイオマス推定における誤差評価"Eco-Engineering. 15. 79-85 (2003)
[Publications] 大政謙次: "農業リモートセンシングの新展開"農業機械学会誌. 65(4). 4-8 (2003)
[Publications] K.Oki, K.Omasa.: "A technique for mapping thermal infrared radiation variation within land cover"IEEE Trans.GeoSci.Remote Sens.. 41(6). 1521-1524 (2003)
[Publications] 池亀泰央, 沖一雄, 大政謙次: "NOAA/NDVI 10日間コンポジット画像による積雪および消雪時期の評価"Eco-Engineering. 15. 163-172 (2003)
[Publications] 石神靖弘, 清水庸, 大政謙次: "日本の潜在的な自然植生分布に対する気候変化の影響予測"農業気象. 59. 269-276 (2003)
[Publications] K.Omasa, K.Takayama: "Simultaneous measurement of stomatal conductance, non-photochemical quenching, and photochemical yield of photosystem II in intact lea ves by thermal and chlorophyll fluorescence imaging"Plant Cell Physiol.. 44(12). 1290-1300 (2003)
[Publications] 井口敬雄, 木田秀次: "グローバルモデルを用いた植生起源炭素フラックスの季節変化の研究"京都大学防災研究所年報. 47(印刷中). (2004)
[Publications] 伊藤昭彦: "東アジア陸域生態系の純一次生産力に関するプロセスモデルを用いた高分解能マッピング"農業気象. 59. 23-34 (2003)
[Publications] 寺島一郎: "葉の光合成:葉の内部の光環境とCO_2環境.村岡裕由・可知直毅編,光と水と植物のかたち."文一総合出版. 319 (2003)
[Publications] 高宮建一郎, 池上勇, 太田啓之, 小野高明, 田中歩, 寺島郎(編): "光合成事典"学会出版センター. 431 (2003)
[Publications] 三枝信子: "森林の二酸化炭素吸収量を連続計測, AIST Today, Vol.3(8),P29"(独)産業技術総合研究所. 35 (2003)
[Publications] 中澤高清(共著): "化学便覧基礎編"丸善. 1872 (2003)
[Publications] 大政謙次, 糸井正夫, 浦野豊, 大場秀章, 佐々木寛幸, 清水庸, 杉田久志, 垰田宏, 田中信行, 名取俊樹, 西村格, 西村由紀, 林哲, 藤田和幸, 八木橋勉, 藤原一繪, 山形与志樹: "陸上生態系への影響"「地球温暖化と日本:自然・人への影響予測」(西岡秀三・原沢英夫編著)古今書院. 74 (2003)
[Publications] 大政謙次, 原沢英夫, (財)遺伝学普及会(編): "地球温暖化ー世界の動向から対策技術までー"裳華房,生物の科学遺伝別冊No.17. 172 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

各種陸上生態系における炭素・水・熱フラックスの相互関係の微気象生態学的解析

Principal Investigator

及川 武久 筑波大学, 生物科学系, 教授 (70011682)

Research Products

[Publications] Li S.G., Lai C.T., Yokoyama T., Oikawa T.: "Carbon dynamics and water vapor exchange over a Miscanthus-type grassland : Effects of development of the canopy"Ecological Research. 18(6). 661-676 (2003)

[Publications] Mo W., Nishimura N, Soga Y., Yamada K., Yoneyama T.: "Distribution of C3 and C4 plants and changes in plant and soil carbon Isotope ratios with altitude in the Kirigamine grassland, Japan"Grassland Science. (In press). (2004)

[Publications] 莫文紅, 井桝史彦, 横山智子, 及川武久: "陸域環境研究センター圃場における2002年のC3/C4混生草原のLAIと地上部バイオマスの季節変化"筑波大学陸域環境研究センター報告. 4. 109-117 (2003)

[Publications] 下田星児, 莫文紅, 村山昌平, 高村近子, 及川武久: "大気炭素安定同位体比によるC3/C4混生草原生態系CO_2交換特性の解析"筑波大学陸域環境研究センター報告. 4. 11-17 (2003)

[Publications] Kosugi, Y., Shibata, S., Kobashi, S.: "Parameterization of the CO_2 and H_2O gas exchange of several temperate deciduous broad-leaved trees at the leaf scale considering seasonal"Plant, Cell and Environment. 26. 285-301 (2003)

[Publications] 高梨聡, 小杉緑子, 谷誠, 矢野雅人, 大手信人, 田中広樹, 田中克典: "ヒノキ林における降雨中および降雨後の蒸発散過程"水文・水資源学会誌. 15(3). 268-283 (2003)

[Publications] 三谷智典, 小杉緑子, 谷誠, 高梨聡, 片山辰弥, 和田卓巳: "ヒノキ(Chamaecyparis obtuse)人工林における土壌呼吸量の時間的・空間的変動"日本緑化工学会誌. 29(1). 153-158 (2003)

[Publications] S.Sugawara 他: "Reconstruction of past variations of σ13C in atmospheric CO2 from its vertical distribution observed in firn"Tellus. B55. 159-169 (2003)

[Publications] D.Fujita 他: "Inter-annual Variability of the Atmospheric Carbon Dioxide Concentrat ions as Simulated with Global Terrestrial Biosphere Models and an Atm ospheric Transport Model"Tellus. B55. 530-546 (2003)

[Publications] S.Malusyutov 他: "Asian CO2 fluxes estimated using recent observations and transport model inversion"Tellus. B55. 522-529 (2003)

[Publications] S.Aoki 他: "Carbon dioxide variations in the stratosphere over Japan, Scandinavia and Antarctica"Tellus. B55. 178-186 (2003)

[Publications] S.Ishidoya 他: "High precision measurements of the atmospheric O2/N2 ratio on a mass spectrometer"J.Meteorol.Soc.Japan. 8. 127-140 (2003)

[Publications] B.Stauffer 他: "High resolution records of CO2, CH4 and N2O from polar ice cores"Mem.Natl.Inst.Polar Res.Spec.. 57. 139-152 (2003)

[Publications] S.Murayama, N.Saigusa, D.Chan, S.Yamamoto, H.Kondo, Y.Eguchi: "Temporal variations of atmospheric CO2 concentration in a temperate de ciduous forest in central Japan"Tellus. 55B. 232-243 (2003)

[Publications] T.Hirano, R.Hirata, N.Saigusa, Y.Fujinuma, S.Yamamoto, Y.Harazono, M.Takada, G.Inoue: "CO2 and water vapor exchange of a cool-temperate larch forest in northern Japan"Tellus. 55B. 244-257 (2003)

[Publications] Z.BARCZA, L.HASZPRA, H.KONDO, N.SAIGUSA, S.YAMAMOTO, J.BARTHOL Y: "Carbon sequestration of grass in Hungary"Tellus. 55B. 187-196 (2003)

[Publications] Cui X., Tang Y., Gu S., Nishimura S., Shi S., Zhao X.: "Photosynthetic depression in relation to plant architecture in two alpine herbaceous species"Environmental and Experimental Botany. 50. 125-135 (2003)

[Publications] Gu S., Tang Y, Du M., Kato T., Li Y., Cui X., Zhao X.: "Short-term term variation of CO2 flux in relation to environmental controls in an alpine meadow on the Qinghai-Tibetan Plateau"Journal of Geophysical Research. 108(in press). (2003)

[Publications] Kato T., Tang Y., Gu S., Cui X., Hirota M., Du M., Li Y., Zhao X., Oikawa T.: "Carbon dioxide exchange between the atmosphere and an alpine meadow ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau, China"Agricultural and Forest Meteorology. (in press). (2004)

[Publications] Hanba, Y.Y., Kogami, H., Terashima, I.: "The effect of internal CO2 conductance on leaf carbon isotope ratio"Isotopes Environmental and Helth Studies. 39. 5-13 (2003)

[Publications] Miyasawa, S.-I., Makino, A., Terashima, I.: "Changes in mesophyll anatomy and sink-source relationships during leaf development in Quercus glauca, an evergreen tree showing delayed leaf greening"Plant Cell and Environment. 26. 745-755 (2003)

[Publications] Yano, S., Terashima, I.: "Developmental processes of sun and shade leaves in Chenopodium album L"Plant Cell and Environment. 27(in press). (2004)

[Publications] Satiro, T., Terashima I.: "Reversible decreases in the bulk elastic modulus of mature leaves of deciduous Quercus species subjected to two drought treatments"Plant Cell and Environment. 27(in press). (2004)

[Publications] Y K.Omasa, G.Y.Qiu, K.Watanuki, K.Yoshimi, Y.Akiyama: "Accurate estimation of forest carbon stocks by 3-D remote sensing of individual trees"Environ.Sci.Technol.. 37. 1198-1201 (2003)

[Publications] 浦野 豊, 大政謙次: "可搬型Scanning Lidarによるスギ林のバイオマス推定における誤差評価"Eco-Engineering. 15. 79-85 (2003)

[Publications] 大政謙次: "農業リモートセンシングの新展開"農業機械学会誌. 65(4). 4-8 (2003)

[Publications] K.Oki, K.Omasa.: "A technique for mapping thermal infrared radiation variation within land cover"IEEE Trans.GeoSci.Remote Sens.. 41(6). 1521-1524 (2003)

[Publications] 池亀泰央, 沖 一雄, 大政謙次: "NOAA/NDVI 10日間コンポジット画像による積雪および消雪時期の評価"Eco-Engineering. 15. 163-172 (2003)

[Publications] 石神靖弘, 清水 庸, 大政謙次: "日本の潜在的な自然植生分布に対する気候変化の影響予測"農業気象. 59. 269-276 (2003)

[Publications] K.Omasa, K.Takayama: "Simultaneous measurement of stomatal conductance, non-photochemical quenching, and photochemical yield of photosystem II in intact lea ves by thermal and chlorophyll fluorescence imaging"Plant Cell Physiol.. 44(12). 1290-1300 (2003)

[Publications] 井口敬雄, 木田秀次: "グローバルモデルを用いた植生起源炭素フラックスの季節変化の研究"京都大学防災研究所年報. 47(印刷中). (2004)

[Publications] 伊藤昭彦: "東アジア陸域生態系の純一次生産力に関するプロセスモデルを用いた高分解能マッピング"農業気象. 59. 23-34 (2003)

[Publications] 寺島一郎: "葉の光合成:葉の内部の光環境とCO_2環境.村岡裕由・可知直毅編,光と水と植物のかたち."文一総合出版. 319 (2003)

[Publications] 高宮建一郎, 池上勇, 太田啓之, 小野高明, 田中歩, 寺島郎(編): "光合成事典"学会出版センター. 431 (2003)

[Publications] 三枝信子: "森林の二酸化炭素吸収量を連続計測, AIST Today, Vol.3(8),P29"(独)産業技術総合研究所. 35 (2003)

[Publications] 中澤高清(共著): "化学便覧 基礎編"丸善. 1872 (2003)

[Publications] 大政謙次, 原沢英夫, (財)遺伝学普及会(編): "地球温暖化ー世界の動向から対策技術までー"裳華房,生物の科学 遺伝 別冊No.17. 172 (2003)

及川武久筑波大学, 生物科学系, 教授 (70011682)

[Publications] 浦野豊, 大政謙次: "可搬型Scanning Lidarによるスギ林のバイオマス推定における誤差評価"Eco-Engineering. 15. 79-85 (2003)

[Publications] 池亀泰央, 沖一雄, 大政謙次: "NOAA/NDVI 10日間コンポジット画像による積雪および消雪時期の評価"Eco-Engineering. 15. 163-172 (2003)

[Publications] 石神靖弘, 清水庸, 大政謙次: "日本の潜在的な自然植生分布に対する気候変化の影響予測"農業気象. 59. 269-276 (2003)

[Publications] 中澤高清(共著): "化学便覧基礎編"丸善. 1872 (2003)

[Publications] 大政謙次, 原沢英夫, (財)遺伝学普及会(編): "地球温暖化ー世界の動向から対策技術までー"裳華房,生物の科学遺伝別冊No.17. 172 (2003)