2016 Fiscal Year Annual Research Report
森林集水域における水・炭素循環統合解析による森林管理最適化システムの構築
| Project/Area Number |
16H02556
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
|---|
Principal Investigator |
五味 高志 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30378921)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
恩田 裕一 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00221862)
戸田 浩人 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00237091)
白木 克繁 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (30313290)
山本 一清 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (40262430)
石川 芳治 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 名誉教授 (70285245)
山浦 紘一 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (80645523)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 流域水循環 / 森林管理 / 蒸発散量 / 水土保全機能 / 水・炭素動態 / スケール |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
森林の多面的機能の評価として、水と炭素の循環は、水資源管理および地球温暖化対策としての「要」である。近年の「水循環基本法」に示されるように、森林における安全な水供給は、地域の持続的資源管理や防災対策を進める上で重要となる。一方、間伐などの森林管理は、材積量の変化、林内環境や樹木活性の変化により、水文プロセスとともに炭素循環にも変化をもたらす。本研究は、水と炭素のトレーシング技術と航空機と地上レーザー計測による森林センシング技術を、森林斜面から林班を構成する集水域やより広域へ適用することによって、森林の水源涵養機能と炭素吸収固定機能を定量化する。また、水・炭素循環における集水域のストックとフローを最適化する森林管理システムの構築を目指すものである。
本研究では、複数のスケールを対象として研究を行ってきた。森林斜面スケールの、単木とタワーフラックス観測、蒸発量と呼吸量、斜面の浸透能評価などによる水トレーシングなど観測体制を確立し、森林間伐などの施業を実施した林分での水・炭素循環の変化についての定量化を進めてきた。また、小流域を対象とし、レーザー測量による森林環境センシング技術を確立し、林分状態と管理指標（蓄積量、収量比数等）などを検討してきた。さらには、立木密度や林床植生被覆量を広域スケールで捉え、林班毎の森林整備と将来シナリオに基づいた水・炭素循環評価についての準備を行った。とくに、管理放棄林分の抽出と、施業タイプに基づいた水・炭素循環の変化による、施業面積による評価のみではなく、変化する水・炭素循環に基づいた施業の実施と、施業によるコストおよび搬出材の利用などを考慮した水資源や炭素吸収量の経済評価などを検討した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに、東京農工大学FM唐沢山を中心として、大学演習林での流出データの解析、森林状態による蒸散量の評価に関する解析をすすめた。とくに、プロットの観測においては、森林、林床植生、土壌などの水循環に重要となる水文プロセスについて、新規の観測機器を設置し、観測体制を確立した。また、神奈川県の観測施設では、２か所の流域において、流出量や炭素・窒素の流出についての研究を進めた。土壌侵食が顕著な流域においては、侵食量の定量評価にむけた斜面プロットの土砂移動量ととともに、落葉などの炭素動態としての有機物流出量の評価を行った。継続的な調査とともに、これまでのサンプルを分析することで長期的な土砂移動評価を行った。広域スケールでは、航空機レーザー計測データを用いた林分評価を行い、森林管理による水文過程の変化、水流出量変化、土壌侵食のデータなど既往データの整備を行った。とくに、列状間伐を行ったFM唐沢山では、間伐前後の林内の光条件の変化をレーザー計測結果から推定するとともに、これらの結果を林床植生量、さらには土壌浸透能と関連させることで、分布型流出モデルの構築を検討した。これらのデータをもとに、学際的な研究論文の執筆および執筆準備を進めるとともに、データベースを構築した。海外の研究者との連携を強化するために、定期的なインターネット会議などを開催し、意見交換およびサイト間比較などの検討を進めた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
構築したデータベースおよび観測データをもとに、水・炭素循環評価指標の構築を進める。とくに、プロットにおける観測では、継続的なデータの蓄積による各流出や物質循環のプロセスの定量化が重要となる。また、データを統合化し、データベースおよびArcGISから地形解析や空間分布図などを作成することで、森林状態の評価を行うことも重要である。FM唐沢山やFM草木・大谷山を含む渡良瀬川流域や草木ダム流域、神奈川県宮ヶ瀬ダム上流などの広域のGIS活用し、個別の観測流域の特徴などを把握するとともに、森林管理対象林分について、樹種・林齢・材積量・収量比数などを用いて要管理林分の抽出を行い、管理シナリオによる期待される水源涵養機能の改善と炭素循環を検討する。さらには、森林管理と水や炭素循環の先駆的な研究を行っている海外のサイトとのサイト間比較を行い、日本の特徴を抽出する。とくに、アメリカのオレゴン州立大学、コロラド州立大学、カナダのブリティシュコロンビア大学との連携を進め、国際連携を強化し、森林の機能評価とともに、適切な森林管理の在り方について検討し、国際共著論文等に発展させる。長期観測データと海外連携により、気候変動の影響など長期的な水・炭素循環に関する研究を進める。
|
Research Products
(16 results)
