2020 Fiscal Year Research-status Report
泥炭採掘跡地の再湿潤化による群落、水質、および温室効果気体生成の初期変遷の追跡
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19K12420
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| Research Institution | Sapporo City University |
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Principal Investigator |
矢部 和夫 札幌市立大学, デザイン学部, 専門研究員 (80290683)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 浩之 北海道大学, 農学研究院, 講師 (10374620)
吉田 磨 酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (20448830)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ボッグ / 石狩泥炭地 / 湿原復元 / リモートセンシング / 温暖化気体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）群落再生：ボッグ種の導入を実験する4つの重点区域では，遮水後，ECとｐH は，ボッグ種に好適な水質を保っていた．また水位はミズゴケ類の生育可能な-20～-30cmであったが，ミズゴケ類の生育状況は乾燥期の5月から8月に悪く，9月以降回復するパターンであった．再生地内の表層地下水は、再生地の勾配に沿って，北東方向に向かう流れとなっており、遮水効果は、遮水壁側ほど顕著になっていた。したがって，遮水壁は一定の効果があることを確認できた．水深10cmのときの表層（0～-10ｃｍ）の含水率は70-80％だったが，水深20 cmでは45-50％であり，乾燥が導入したミズゴケの生育を抑制したと推測される。オオイヌノハナヒゲを中心とした植生面積は，2017年3400 ｍ２から2020年7800 ｍ２と2.3倍に拡大した．重点区域への初期導入種は重点区域間で生存率の差が出たが，成長していた．
２）温室効果気体の動態と水環境評価: フィールド内80測点で地下水の水環境集中観測を行った。イオンクロマトグラフを用いて各種イオン成分の分析を行った結果、カルシウムイオンと硫酸イオンの値が高かった。低pHは硫酸イオンに関係していると考えられる。地下水溶存温室効果気体の解析を進める予定が、地下水に泥の混入が多く温室気体測定用試料の採取ができなかったため、地下水の管の整備も進めた.
３）環境・群落の時空間モニタリング: 再生地でUAVを用いたRGB・熱赤外カメラ，マルチスペクトルカメラによる面情報の時間変化を把握した．5月から11月にかけて月1回の頻度で，再生地全体の空撮を実施した．それにより得られた画像のモザイク化，オルソ化の手法を検討し，再生地全体のRGBとNIRのオルソ画像，熱赤外のモザイク画像，NDVI（正規化植生指数）画像と地形を示すDSM（数値表層モデル）の作成に成功した．
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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
１）群落再生：重点区域におけるボッグ種の初期導入種は2017年に移植を行い，2018年に追加導入をした．中期導入種は2019年に移植した．導入種は移植後1年目に定着率を調査し，1年後から毎年成長率を測定した．全体区域と重点区域の両方で，群落種組成調査と水位と水質指標(pHとEC)の経年変化を観測した．この間一部の水位管の目詰まりが生じて，管内の水位回復が遅くなったので，2020年に回復不良管の交換を行った．この結果，再生地の水位と水質は概ねボッグ種の生育環境に適合しており，現在オオイヌノハナヒゲを優占種とした湿生植物の植被率が増加中である．再生地のより詳細な水質を把握し，成立した群落型との対応関係を解析するためにイオン組成の分析を試みたが，前記のような採水を行う水位管に不具合があったので，分析は部分実施しかできなかった．
２）温室効果気体の動態と水環境評価：令和2年度は地下水溶存温室効果気体解析の予定は達成できなかったが、取水管の整備や研究室内の分析ラインの整備を進めた。新型コロナウイルス感染拡大により大学において出張も制限され、当初予定した回数の観測ができなかったが、その分イオン成分や溶存温室効果気体、温室効果気体フラックス計測のための機器分析の整備を進めたため、全体の予定はおおむね達成している。
３）環境・群落の時空間モニタリング：令和2年度は，試験地でUAVを用いたRGB・熱赤外カメラ，マルチスペクトルカメラによる面情報の時間変化を把握できる手法を確立することを目標にしており，マルチスペクトルカメラで得た画像の校正が日照の時間変化により困難となる問題が残されたが，各種画像のモザイク・オルソ化の方法の確立，それらの画像から対象の時空間変化を捉えることができ，概ね目標を達成していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
１）群落再生：ボッグの再生は長期間必要なので，3年目と4年目の研究はこれまでの水位と水質指標の，および群落種組成の観測を継続するとともに，ボッグの受動的再生を可能にするために，ボッグ種の導入研究を行う．これまで，初期途中期の導入種の移植を行ってきたが2021年は後期導入種の移植を実施し，その後の定着と成長を追跡する．導入したミズゴケ属は，裸地状態の地表面の乾燥によって水分欠乏状態になり，成長をすることが出来なかった．これまで乾燥を防止するために，ミズゴケ属を枯れ草で被覆して乾燥を防ぎ，結果を検討してきたが，今ひとつうまくいかなかった．そこで今年度掘り下げ試験区（0cm，-10cm，-20cm，-30ｃｍ）を作り，ミズゴケ類を導入して今後の生育状況を追跡する．また地下水のイオン組成を分析し，湿原種が自然定着して形成された複数の種類の湿原群落と水位および水質の関連性を検討する．
２）温室効果気体の動態と水環境評価：令和3年度以降は、温室効果気体フラックス解析のために小型チャンバーを用いて月１回の頻度で観測を行い、各種温暖化関連気体の放出量と吸収量の動態を定量的に評価する。また改修した取水管を用いて夏季に地下水の水環境集中観測を行い、栄養塩や各種イオン成分、溶存温室効果気体の定量分析を行う。9月までに現地で観測を行い、フラックスやイオン成分は観測後すぐに、その他の成分にっいては秋季以降分析と解析を実施する。
３）環境・群落の時空間モニタリング：令和3年度以降は，画像の光学指標から群落優占種と分布エリア，微地形，土壌水分等の環境要素を総合的に評価可能にする指標を作成することを目標としている．その指標作成のため，現地調査結果の収集，追加的な空撮を9月までに集中的に実施し，それ以降はGISソフトウェアや独自の画像解析プログラムを用いて解析を実施する予定である．
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| Causes of Carryover |
コロナでフィールドワークの一部が実施できなかったので，調査費用に残金が発生した．
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