2020 Fiscal Year Research-status Report
冠雪害に伴う自然撹乱前後のスギ林の植生動態変化と生態系機能変動メカニズムの解明
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20K06144
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
斎藤 琢 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 准教授 (50420352)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 撹乱 / 雪害 / ガス交換 / スギ / 遷移 / 生態系モデル / 水 / 炭素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、雪害による自然撹乱前後のスギ林生態系の生態系機能（炭素・水循環）とその変動メカニズムをフィールド観測と生態系モデリングの統合により解明することである。その中で、特に、［Ⅰ］スギの樹冠欠損によって生じる炭素・水循環プロセスの空間的不均一性の解明、［Ⅱ］撹乱前後の生態系機能の定量的評価と群落スケールのガス交換特性の動的変動メカニズム、に着目し、研究を進めている。
本年度は、重点研究サイトである50年生のスギ林（TKCサイト）を対象に、雪害による自然撹乱が林分スケールでの幹表面呼吸量に与える影響を評価するために、生態系調査区内（30m×50m）の雪害前（2014年）と雪害5年後（2019年）の幹表面呼吸量を2019年の観測結果に基づいて推定し、比較した。雪害5年後の年幹表面呼吸量は約340 g C/m2/yearであり、雪害前の幹表面呼吸量と比較して若干小さな値となった。しかし、調査区のサブプロット（10m×10m）間でその値は大きく異なり、雪害による自然撹乱を受けたスギ林における幹表面呼吸量の空間的な不均一性の増加が明らかとなった。また、重点研究サイトおいてスギ健全木４個体と雪害による樹冠に一部欠損を受けたスギ（樹冠一部欠損木）４個体に2深度計48個の樹液流センサーを設置するとともに、樹冠カメラによる観測を継続し、葉群フェノロジーと樹液流の季節変化データを取得した。これらの予備解析の結果から、樹冠一部欠損木では、著しい樹液流速の低下が生じることが明らかとなった。また、毎木調査の結果から、タラノキ、コシアブラ、ハリギリ等の落葉低木の侵入がみられ、遷移が進行していることが示唆された。さらに、重点研究サイトの撹乱前の炭素循環を対象に生態系モデル（Biome-bgcMuSo）の最適化を実施し、撹乱前の炭素循環を比較的高い精度で再現できる状況となった。
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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
本年度は、岐阜県高山市のスギ林（重点研究サイト）を対象に、（１）タワーフラックス観測による継続的なデータ取得、（２）幹表面呼吸量幹呼吸観測結果に基づいた撹乱前後の幹表面呼吸量の推定、（３）スギ健全木４個体、樹冠欠損木４個体における２深度での樹液流観測の開始、（４）毎木調査による落葉低木侵入の確認等を実施した。これら、重点研究サイトにおけ炭素・水循環観測の強化と解析によって、雪害による自然撹乱前後のスギ林生態系の生態系機能（炭素・水循環）とその変動メカニズムが明らかになりつつある。また、重点研究サイトを対象に生態系モデル（Biome-bgcMuSo）の最適化を実施し、撹乱前の炭素循環については比較的高い再現性をえられる状況となった。したがって、初年度の目標を概ね達成していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、重点研究サイトを対象に、タワーフラックス観測およびスギ健全木４個体、樹冠欠損木４個体における２深度での樹液流観測を継続し、解析を進めることで、スギの樹冠欠損によって生じる炭素・水循環プロセスの空間的不均一性を解明する予定である。また、あらたに、粗大有機物における表面呼吸量観測を実施し、粗大有機物による分解呼吸量の環境応答特性について解析する予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により、一部の観測出張が取りやめになったこと、学会がオンライン開催となり、学会参加費（旅費含む）が軽減されたことが主な理由である。2021年度の観測出張費等に適切に利用予定である。
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