リモートセンシングによる陸域植生の炭素・水・熱収支の推定

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20360406
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山口 靖 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (80283472)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安成 哲三 名古屋大学, 地球水循環研究センター, 教授 (80115956) ; 佐々井 崇博 名古屋大学, 環境研究科, 助教 (70443190)
• Keywords: リモートセンシング / 地球観測 / 気候変動 / 生物圈現象 / 炭素循環 / 陸域生態系モデル

Research Abstract

衛星リモートセンシングと陸域生態系モデルの組み合わせにより、陸域植生における主に地域スケール(数10km～1,000km程度)での炭素収支・水収支・熱収支を高精度で求める方法を確立することを目的として研究を行った。まずMODISデータと独自開発した陸域生物圏モデルBEAMSを用いて、極東アジア地域における炭素収支量の解析を1kmという高い空間分解能で行った。得られた純生態系生産量は、これまで既存研究で得られた植生のみの炭素収支量(総一次生産量や純一次生産量)とは大きく異なる空間パターンを示すことがわかった。植生とその直下の土壌微生物の活動は共存関係にあるため、陸域生態系を取り巻く環境が多少変化しても、単位面積あたりの炭素収支量は大きく変化せず、生態系が安定的に二酸化炭素を吸収すると考えられる。日本のような複雑な地形・地表被覆を持つ地域では、土壌も含めた自然生態系の炭素収支量を1km程度の高い空間分解能で推定する必要があることがわかった。
また、いくつかの特徴的な陸域生態系に対しては、BEAMSによる炭素・水・熱収支の推定精度を向上させるための改良を行った。寒帯域では永久凍土層や積雪層の融解などのプロセスが炭素・水・熱収支に対して大きな影響を与えるため、これらを考慮できるように改良した。一方、アジアの温帯から熱帯域では水田が陸地のかなりの面積を占めており、炭素・水・熱収支の見積もりでは水田における様々なプロセスの影響を無視できないため、これらをBEAMSに組み込んだ。いずれの改良結果についても、地上でのフラックスタワーでの現地観測結果との比較を行い、改良によって、炭素・水・熱収支の推定精度が向上したことを確認した。さらに中国やインドシナ半島などのアジア地域における地表面被覆の変化が、炭素・水・熱収支や気候に与える影響を解析した。

Research Products

• [Journal Article] Estimation and verification of daily surface shortwave flux over China (2011)
  • Author(s): Xu, J., Masuda, M., Ishigooka, Y., Kuwagata, T., Haginoya, S., Hayasaka, T., Yasunari, T.
  • Journal Title: Jour. Meteorological Soc. Japan Volume: 89 Pages: 225-238
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics of land use/cover changes and the analysis of landscape fragmentation in Dhaka Metropolitan, Bangladesh (2011)
  • Author(s): Dewan, A.M., Yamaguchi, Y., Rahman, M.Z
  • Journal Title: GeoJournal Volume: 印刷中(未定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics of the larch taiga permafrost coupled system in Siberia underclimate change (2011)
  • Author(s): Ningning, Z., Yasunari, T. Ohta, T.
  • Journal Title: Environmental Research Letters Volume: 印刷中(未定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical study of the impacts of land use/cover changesbetween 1700 and 1850 on the seasonal hydroclimate in monsoon Asia (2011)
  • Author(s): Yamashima, R., Takata, K., Mastumoto, J., Yasunari, T.
  • Journal Title: Jour. Meteorological Soc. Japan Volume: 印刷中(未定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vegetation, water and thermal stress index for study of drought in Nepal and central northeastern India (2010)
  • Author(s): Shakya, N., Yamaguchi, Y.
  • Journal Title: Inter. Jour. Remote Sensing Volume: 31 Pages: 903-912
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of meteorological anomalies in the 2003 summer on Gross Primary Productivity in East Asia (2010)
  • Author(s): Saigusa, N., Ichii, K., Murakami, H., Hirata, R., Asanuma, J., Den, H., Han, S.J., Ids, R., Li, S.G., Ohta, T., Sasai, T., Wang, S.Q., Yu, G.R.
  • Journal Title: Biogeosciences Volume: 7 Pages: 641-655
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi-model analysis of terrestrial carbon cycles in Japan : limitations and implications of model calibration using eddy flux observations (2010)
  • Author(s): Ichii, K., Suzuki, T., Kato, T., Ito, A., Hajima, T., Ueyama, M., Sasai, T., Hirata, R., Saigusa, N., Ohtani, Y., Takagi, K.
  • Journal Title: Biogeosciences Volume: 7 Pages: 2061-2080
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of deforestation in Mato Grosso using multi-temporal Landsat TM imageries (2010)
  • Author(s): Maruyama, M., Yamaguchi, Y.
  • Journal Title: Proc. Inter. Geoscience and Remote Sensing Symp. 2010 Pages: 367-370
• [Journal Article] Examination of the water budget in upstream and midstream regions of the Yellow River, China (2010)
  • Author(s): Ma, X., Fukushima, Y., Yasunari, T., Matsuoka, M., Sato, Y., Kimura, F., Zheng, H.
  • Journal Title: Hydrological Processes Volume: 24 Pages: 618-630
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-resolution modelling of the potential impact of land-surface conditions on regional climate over Indochina associated with the diurnal precipitation cycle (2010)
  • Author(s): Takahashi, H.G., Yoshikane, T., Hara, M., Takata, K., Yasunari, T.
  • Journal Title: Inter.Jour.Climatology Volume: 30 Pages: 2004-2020
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Satellite-driven estimation of terrestrial carbon flux over Far East Asia with 30-second grid resolution (2010)
  • Author(s): Sasai, T., Saigusa, N., Nasahara, K.N., Ito, A., Hashimoto, H., Nemani, R.R., Hirata, R., Ichii, K., Takagi,K., Saitoh, T.M., Ohta, T., Murakami, K., Oikawa, T., Yamagichi. Y.
  • Organizer: American Geophysical Union 2010 Fall Meeting
  • Place of Presentation: 米国サンフランシスコ
  • Year and Date: 2010-12-16
• [Presentation] MODISプロダクトとBEAMSを用いた日本地域の陸域炭素収支解析 (2010)
  • Author(s): 佐々井崇博, 脊戸山祐子, 山口靖
  • Organizer: 日本リモートセンシング学会第49回学術講演会
  • Place of Presentation: ジェイドガーデンパレス(鹿児島県)
  • Year and Date: 2010-11-10
• [Presentation] 気候パラメータを用いた植生季節パターシの推定 (2010)
  • Author(s): 本庄和志, 佐々井崇博, 山口靖
  • Organizer: 日本気象学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都府)
  • Year and Date: 2010-10-27
• [Presentation] 南北一次元シンプル地球システムモデルの高度化～土地利用・土地利用変化プロセスの統合～ (2010)
  • Author(s): 横山竜也, 佐々井崇博, 村上和隆, 山口靖
  • Organizer: 日本気象学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都府)
  • Year and Date: 2010-10-27
• [Presentation] 宇宙からのリモートセンシング:環境変動を観る (2010)
  • Author(s): 山口靖
  • Organizer: 第13回日本環境共生学会学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(愛知県)(基調講演/招待講演)
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Presentation] Flood hazard mapping by SRTM DEM and satellite images in the Vu Gia-Thu Bon alluvial plain, central Vietnam (2010)
  • Author(s): Ho, L.T.K., Umitsu, M., Yamaguchi, Y.
  • Organizer: ISPRS Technical Commission VIII Symp.
  • Place of Presentation: 京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 2010-08-12
• [Presentation] A new measure of classification error : designed for landscape pattern index (2010)
  • Author(s): Chen, X., Yamaguchi, Y., Chen, J.
  • Organizer: ISPRS Technical Commission VIII Symp.
  • Place of Presentation: 京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 2010-08-10
• [Presentation] Retrieval of aerosol depth over urban area using Terra/MODIS data (2010)
  • Author(s): Zhang, X., Yang, L., Yamaguchi. Y.
  • Organizer: ISPRS Technical Commission VIII Symp.
  • Place of Presentation: 京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 2010-08-10
• [Presentation] Analysis of deforestation in Mato Grosso using multi-temporal Landsat TM imageries (2010)
  • Author(s): Maruyama, M. Yamaguchi, Y.
  • Organizer: Inter. Geoscience and Remote Sensing Symp. 2010
  • Place of Presentation: 米国ホノルル
  • Year and Date: 2010-07-27