2019 Fiscal Year Research-status Report
流域圏を対象とした気候変動抑制に向けた温室効果ガスの源である炭素流出機構の解明
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18K13835
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
丸谷 靖幸 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助手 (50790531)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 気候変動 / 水・物質動態 / 分布型水文・物質動態モデル / 陸域物質循環モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球上で早急に対応すべき課題として，気候変動の抑制が挙げられる．その要因は二酸化炭素などの温室効果ガスであり，それらは例えば炭素が化学反応することで生成される。そのため，温室効果ガスの削減には流域圏における炭素収支を理解することが重要である。既往の研究では炭素収支については，現地観測や全球シミュレーションにより研究されているものの，山地から平野，沿岸域といった人々が生活する流域圏を対象とした研究例は少ない。そこで本研究では流域圏に着目し，炭素流出機構を解明し，定量的に炭素流出量を推定可能な手法を構築することを目的とする。
本年度は，昨年度に引き続き，物質（主なターゲットは炭素）流出機構を再現可能な水文流出モデルの構築に取り組んだ。流域圏全体を対象とした議論を行うには，沿岸域と結合するような例えば潮汐の影響を受ける河川河口部における河川流況の再現も重要となる。そこで，本年度は特に昨年度構築した水文流出モデルの河道モデルに潮汐などの水位変動も考慮できるよう不定流モデルを適用し，流域から沿岸域までに至る水・物質動態を評価可能なモデルを構築した。
また，近年では気候変動以外にも人口減少や過疎化などの社会変化も問題視されてきており，将来予測を行う上では，流域の土地被覆変化も考慮した検討が重要である。そこで，既往の研究で検討された社会シナリオにより変化する土地被覆分類を水文流出モデルに入力し，土地被覆変化が流域圏における水・物質動態の変化に与える影響についても検討を開始した。
さらに，例えば山地流域のような気象データが乏しい地域において気候変動や長期的な水・物質動態の評価・予測を行うことを可能とするため，少ない気象観測データから長期的な疑似観測データを作成する手法についての検討を行い，再解析データに統計的な補正手法を適用することで，長期間の擬似的な気象観測データを作成できることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究を遂行する上で利用する分布型の水文流出モデルの適用範囲を拡張させることに取り組み，当初予定していた地域以外の流域においても研究を展開することが出来ているため，順調に研究が進んでいると考えている。
また，陸域物質循環モデルとの結合についても，当初想定していたモデルとは異なるモデルとの結合にはなっているものの，将来の土地被覆分類の変化も踏まえた水・物質動態の変化を考慮した議論を進めることが出来ているように，計画通り以上の検討を行うことが出来ているため，この点についても順調に研究が進んでいると考えている。
また，気候変動による影響評価に向けた議論を行うための基礎的な気象データの作成手法の開発や大気大循環モデルGCMやd4PDFを用いた気候変動が水・物質動態に与える影響評価といった点についても複数の流域で実施しており，良好に研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度構築した水文流出モデルの精度向上に向けた改良も進めながら，構築した水文流出モデルを複数の流域に適用し，流域圏における水動態の評価および気候変動・社会変化が与える影響を予測する。
また，本年度に引き続き，陸域物質循環モデルと構築している水文流出モデルの結合を実施し，流域圏における水・物質動態を評価し，物質動態に与える気候変動・社会変化の影響も予測する。加えて，陸域生態系において窒素循環と炭素循環が関係することが示されている。さらに窒素は温室効果ガスである一酸化二窒素の源でもあるため，炭素に加えて窒素動態についても検討を行う。
さらに，モデルによる検討だけではなく，昨年度からも検討してきた複数の流域における，水・物質動態に関する観測を実施し，本研究で構築するモデルの再現精度の検証を行い，汎用性の高い数値モデルの開発に，引き続き取り組み，本研究の目的である流域圏における気候変動抑制に向けた温室効果ガスの源である炭素や窒素の流域圏からの流出量を推定可能な手法を構築し，解明に取り組む。
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