2019 Fiscal Year Annual Research Report

Upscaling of soil greenhouse gas fluxes using a high-precision resolution digital 3D map

Research Project

Project/Area Number	19H03008
Research Institution	Forest Research and Management Organization
Principal Investigator	橋本昌司国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (90414490)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	石塚成宏国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (30353577) 山下尚之国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (30537345) 阪田匡司国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (50353701) 森下智陽国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (90391185) 森大喜国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (90749095)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	温室効果ガス / 土壌 / 広域評価 / 高解像度DEM / モデル
Outline of Annual Research Achievements	森林土壌では主要な温室効果ガスである二酸化炭素(CO2)と一酸化二窒素(N2O)が放出され、メタン(CH4)が吸収されている。広域での積算の問題点の一つは、これまでの推定では空間解像度が荒く、実際には多様な立地環境が広域推定では均一として扱われ、その多様性が取り込めていないことが挙げられる。本研究では、日本の森林土壌を対象に多点観測とDEM（数値標高モデル）を用いたモデリングを通じて土壌温室効果ガスフラックスを高空間解像度でマッピングする。本年度は、まず多点観測を行うための可搬型のメタン・二酸化炭素計の選定を行った。現在販売されている可搬型のメタン・二酸化炭素計に関して最新の情報を収集しデモ機を用いた検討を行った。可搬性と精度について検討を行い、5kg程度の重量で運搬しやすく、メタン・二酸化炭素それぞれのレーザーが搭載されていることで両方のガスの分析精度も高い、ABB社のM-GGA-918を選定した。いくつかの調査地の中から、安比試験地を多点調査の候補サイトに選定した。安比試験地の中での多点調査範囲及び高解像度DEMの購入範囲の選定を行った。多様な地形を含む複数の候補を選定したが、一部地域は来年以降鉄塔が建設されることが判明し、そこを避けて候補地を絞り込んだ。DEMの調整に必要な地上基準点を選定し、高精度のGPSを用いて測位を行った。それを用いて対象地域のDEMを購入した。機械学習の予備解析として、農林水産省「地球温暖化が農林水産業に及ぼす影響の評価と高度対策技術の開発」で得られた全国データを用いてRandom Forest法を適用した。地温や土壌水分など、まず地形情報を含まないデータで解析を行った。次に位置情報から国土地理院のDEMデータをダウンロードして地形因子を算出し、機械学習解析に必要なデータセットを準備した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 可搬型のメタン・二酸化炭素計の選定と購入、試用を行った。また多点調査の候補サイトに選定した安比試験地の高解像度DEMの購入を行った。順調に調査準備が進んだ。
Strategy for Future Research Activity	コロナ問題による国内の移動制限を注視しながら、観測を推進する。