2018 Fiscal Year Annual Research Report
Estimation of spatiotemporal variation in forest soil carbon stock by using field spectrscopy
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16H04929
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
中路 達郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (40391130)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小熊 宏之 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 室長 (10342734)
牧田 直樹 信州大学, 学術研究院理学系, 助教 (40723086)
片山 歩美 九州大学, 農学研究院, 助教 (70706845)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分光反射計測 / PLSRモデル / 天然土壌 / 深度分布 / 微生物呼吸 / 樹種間差異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
森林土壌中の有機物組成および水分含量を簡便かつ迅速に計測することを目的とした分光計測手法を開発した。土壌からのCO2放出の空間変動の評価を目指して室内実験で作成した重回帰・PLSR複合モデルを使用し、天然林における深度別および窒素条件の異なるエリアの微生物呼吸量の推定を行った。
前年度は、冷温帯落葉広葉樹林および人工造林地の13樹種（針葉樹6種、広葉樹7種）を対象に、リター、有機物土壌および鉱物土壌を採取し、その理化学性、CO2放出速度、連続分光反射率（0.9～2.4μm）をモデル計測した。結果、土壌水分、窒素、セルロース含有量からCO2放出速度を2.1％の誤差で予測可能であること、生土壌の連続分光反射率からは、土壌水分、容積重、窒素、炭素、リグニン、セルロース含有量を誤差10.3％未満で推定できることが判明した。
今年度は、野外におけるCO2放出速度の動態を把握するための検証試験を実施した。冷温帯林内の65地点（13樹種）および年間100kg/haの窒素散布を行っている林分27地点において、2cm深度毎の連続分光反射率を計測し、各深度・地点ごとのCO2放出ポテンシャルを推定した。その結果、窒素固定菌と共生する樹種で過大評価したものの、それを除く12樹種では、深度別プロファイルが明らかになり、予測した積算値は実測値に対してr=0.62、傾き0.84の有意な関係で示された。さらに、窒素散布を行った林分でも実測値と推定値の間に、r=0.55、傾き0.64の有意な関係が得られた。分光反射率に基づく推定値が過大評価になった主要因は、CO2放出速度の教師データ測定時（23度）よりも実測時の気温が7度近く低かったことと推察される。以上の結果は、野外森林土壌の有機物組成とCO2放出ポテンシャルを推定する新しい分光観測法に道筋を示すものであり、野外における事例としても世界初の事例と言える。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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