| Research Abstract |
昨年度、申請者は完成させた落葉針葉樹版の大気-森林動態モデル(MINoSGI)を用いて、(1)冷温帯・落葉針葉樹林の炭素生産量及び森林動態予測に関するシミュレーション研究、(2)樹木個体間競争に伴う森林群落動態が森林域に於ける水収支に及ぼす影響についてのシミュレーション研究、を行った。研究(1)では、落葉針葉樹の苗木を対象に温度上昇や大気CO_2濃度の増加(2×CO_2)が、森林群落のNPPや生態系純生産量(Net ecosystem production, NEP)およびサイズ構造に及ぼす影響を調べるための気候変化予測実験を行った。その結果、<5℃の気温上昇における2×CO_2の影響は、樹木個体間の競争および樹木成長を高め、計算期間を通した群落全体のNPPおよびNEPの積算量は現在の気候条件で得られた結果よりも増加した。一方で、【greater than or equal】5℃の温度条件下では樹木の成長が抑制され、林分全体のNPPの積算量は大幅に低下しNEP積算量は負になった。このことから、2×CO_2条件の下で、<5℃の気温増加の気候条件下においては、対象とする森林生態系は炭素の吸収源としての機能を高めるが、【greater than or equal】5℃のより高温な気温条件において森林生態系は炭素吸収源としての機能を弱めることがわかった(Toda et al.^1, In revised process)。研究(2)では、森林内の個体間競争によって生じる森林動態、すなわち森林のサイズ構造の変化が長期間における森林の水収支の年変化に直接的に影響していることが示された(Toda et al.^2, Under review)。個体間競争の非対称性が強いほど大気と森林間の水交換が活発となり、その結果森林からの蒸発散が増加した。このことは、森林系外への流出量は非対称的競争が強まると滅少することを示した。一方で、対称的競争では、蒸発散量の増加は見られず、したがってほぼ一定もしくはやや減少する流出量の年変化を示した。これまで多くの大気-陸面モデルが開発され、様々な空間スケールを対象とした研究がなされてきたが、本研究のように森林動態が水収支の年変化に及ぼす影響に着目した解析事例は無かった。よって、本研究はMINoSGIモデルの特徴である、サイズ構造サブモデルと多層群落微気
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象サブモデルの結合系を十分に生かした研究として位置づけられる。
発表など
・Toda, M., M.Yokozawa, T.Hara : Effects of climate change on forest dynamics, and carbon cycle : a long-term simulation study, European Geosciences Union General Assembly, Vienna, Austria, 2006
・Yokozawa, M., M.Toda : Modeling coupled dynamics of vegetation structure and carbon allocation of forest ecosystem, European Geosciences Union General Assembly, Vienna, Austria, 2006
・戸田求,横沢正幸,江守正多,原登志彦:高CO_2が森林動態や大気-森林群落間の熱・水・CO_2フラックスへ及ぼす影響,日本気象学会,つくば国際会議場,2006
・戸田求、横沢正幸、原登志彦:水循環と生態系モデリング、農業気象学会,北海道大学,2006
・横沢正幸、戸田求、原登志彦:生態系モデルと炭素循環、農業気象学会,北海道大学,2006 その他2報
投稿中論文
(1)Toda, M., M.Yokozawa, A.Sumida, T.Watanabe, T.Hara : Simulating carbon production and dynamics of a temperate deciduous larix kaempferi forest under changing climate. (In revised process to Carbon Balance and Management) ;
(2)Toda, M., M.Yokozawa, T.Hara : More asymmetric tree competition brings about more evapotranspiration and less runoff from the forest ecosystems, (Under review to Geophysical Research Letters) Less
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