2021 Fiscal Year Annual Research Report
Upscaling of soil greenhouse gas fluxes using a high-precision resolution digital 3D map
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19H03008
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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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)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 土壌温室効果ガス / フラックス / モデル / 高解像度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
森林流域内のメタン・CO2フラックスの微地形に起因する空間分布を精緻に把握するため、現地調査を行いその結果を機械学習で解析した。
茨城県常陸太田市の流域において尾根から谷までに10地点のチャンバーを設置し、1年間観測を行った。可搬型のメタンCO2計を用いてチャンバー内の濃度を測定することで、フラックスを計算した。0.5m空間解像度のDEMを2m空間解像度に変換して解析を行った。年変動のモデル化には、農研機構メッシュ農業気象データを用いた。モデル化にはRを用いて、Random Forestを適用した。
Random Forestで解析をした結果、メタンフラックスは地形因子が大きく効いていたが、CO2フラックスは温度の影響が大きかった。マップ化により、流域内のメタン・CO2フラックスの分布が可視化された。メタンフラックスは谷沿いと尾根で低い値を示した。特に谷沿いでは年間を通じて低く、場所と日によっては放出となった。CO2フラックスは流路沿いにやや低い値となった。モデルにより求めた流域の日変化を解析したところ、メタンフラックスは季節性は不明瞭であるが、無降雨による乾燥に応じて吸収が大きくなる時期が見られた。CO2フラックスは温度の変化に応じて大きな季節変化を示した。流域内の微地形を考慮に入れたモデル推定値と観測地点の単純平均は同程度の時も見られるが、顕著な違いが見られる時もあり、スケールアップの方法が流域のフラックスの総量の推定値に影響が大きいことを示唆している。本研究により、多点観測と高精度GPS及びDEMを用い機械学習を活用することで、土壌温室効果ガスフラックスのより精緻なスケールアップが可能であることを示した。これは森林の温室効果ガスの吸収・排出量の算定方法改善に貢献する。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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