A Feedback of arctic wildfire change on global warming

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K11628
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 串田 圭司 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (90291236)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 原野・森林火災 / 地球温暖化 / 北方森林 / 北極域

Outline of Annual Research Achievements

アラスカの1950年から2017年までの原野・森林火災の増加が、土壌有機物および地上部の焼失量と土壌有機物分解量と短波長放射の反射率であるアルベドに及ぼす影響を評価した。これらの影響とこれまでの研究成果とを合わせて、アラスカの1950年から2017年までの原野・森林火災の増加が、放射強制力に及ぼす影響を評価した。放射強制力は地球温暖化を進める強さを意味する。土壌有機物分解モデル、地上部現存量、リターフォール量とその変化の地理的分布から、樹齢ごとに、地上植生炭素蓄積量及び土壌中の有機炭素蓄積量を求めた。土壌有機物分解モデルは、深度ごとの温度、土層ごとの土壌有機物含量、土層ごとの土壌有機物分解速度、土層ごとの熱伝導率などのパラメータから成る。原野・森林の火災後の永久凍土の夏期融解層の厚さの増加は土壌有機物分解を促進した。地上部現存量とリターフォール量の地理的分布は衛星画像MODISの解析により見積もった。若齢林では断熱層の働きをする土壌有機層が薄く、夏季の高温が土壌中深くに伝わりやすい。このため、若齢林は老齢林に比べて、年間を通じての土壌有機物分解量が大きかった。樹齢だけでなく植生種による土壌有機物の焼失量、蓄積量の違いも加味した。火災時の土壌有機物の焼失量、火災後の土壌有機炭素蓄積量と火災時の地上部の焼失量、火災後のアルベド変化とを合わせて、1950年から2017年までの原野・森林火災の増加が、生態系の二酸化炭素収支、アルベド、放射強制力それぞれの変化に及ぼす影響を評価した。これらの知見から、温暖化シナリオ下で2100年までの地上部現存量、リターフォール量の変化と火災による燃焼量の変化を見積もった。また、気象要素と原野・森林火災の発生、土壌有機物分解量の関係を考慮して、温暖化シナリオ下での2100年までの土壌・植生から大気への二酸化炭素の放出量と放射強制力の変化を見積もった。