2018 Fiscal Year Annual Research Report
A Model Analysis for the Regime Shift under climate change
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15K00524
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| Research Institution | Hokusei Gakuen University |
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Principal Investigator |
矢吹 哲夫 北星学園大学, 経済学部, 教授 (50275484)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 正美 酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (00347767)
工藤 岳 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (30221930)
星野 仏方 酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (80438366)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 数理モデル解析 / パラメータの無次元化 / 実測データとの整合性 / 高山植生回復モデル解析 / レジームシフト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気候変動（地球温暖化）によって生じている可能性の高い大雪高山生態系の遷移（レジームシフト）のモデル解析を、それまでの研究結果の基盤の上に、フィールド現場での測定及び生態系回復実験のデータと照合しつつ、更に現実的な形で行なった。具体的には、モデルに含まれるパラメータをフィールド現場での測定データから現実的な領域に絞り込み、また一部モデルの改良も加えて、説明モデルから分析モデルへ展開し、定量的な解析を行なった。
特に最終年度のモデル定量解析は、同じ量の比の形で無次元化した数個のパラメータに集約した解析を行なうことで、フィールドのスケールに依存しない汎用性の高い数理モデル解析となった。
具体的には、以下のことが明らかとなった。
これまで数値解析で立証してきた本研究解析のメカニズムの中核をなす融雪水の流入期間の短縮による土壌水分の減少率の寄与の中で、「ササの蒸散率」と「それ以外の植物の蒸散率と自然蒸発率の和」の大小関係によって、土壌水分のササのバイオマスへの依存関係が逆転することが解析的に導出された。
また、その無次元パラメータの値で予め分類して行なったモデル解析の結果を、現地フィールドでのササの刈取り実験（研究分担者工藤による）とそれに伴う土壌水分の時間変動（日単位）の計測データに照合した結果、モデル解析との整合性の極めて高い実測データの振る舞いが見出された。その結果を踏まえて、パラメータ推定解析を行ない、特にフィールド内の初期土壌水分量と温暖化による融雪水の流入期間の短縮化と合わせて流入時期の早期化が原因で生じている可能性が高い高山植生に生じたレジームシフト（希少な高山植物が乾燥に強いササにとって代わられている高山植生遷移）の人為的な回復、修復の方法論について前年度までのシナリオに新たな要素を加えてのモデル解析結果が得られた。
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