2021 Fiscal Year Annual Research Report
estimating terrestrial methane flux based on global earth observation big data
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20K21849
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
植山 雅仁 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (60508373)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | メタンフラックス / 温室効果気体収支 / 陸域生態系 / モデリング / ビッグデータ / FLUXNET-CH4 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
渦相関法により観測されたメタンフラックスを、メタン生成、酸化、輸送（植物輸送・拡散・バブル輸送）に分離するための手法を開発し、陸域生態系の全球CH4収支のデータベース（FLUXNET-CH4）を利用して、湿原のメタン放出量を説明するプロセスを推定した。
令和3年度は、観測データとモデルを融合させる手法にベイズ法を用いることで、推定精度を向上させるとともに、北海道・美唄湿原を対象としたデータに対して手法論を完成させ、論文公表した。分離されたプロセスは、美唄湿原で過去に実施されたプロセス実験の結果と矛盾しなかった。また、数年程度の観測データでは、すべてのパラメタを十分に制約できない可能性が示され、長期観測の重要性が明らかになった。同手法をFLUXNET-CH4データベースに適用することで、手法が様々な湿原や水田のメタン放出量を説明できることを明らかにした。メタン放出に関わるプロセスを分離したところ、湿原間のメタン放出量の大きさの差には、メタン生成量の違いが主要因で、次に、生成されたメタンが酸化される割合が重要であることが分かった。輸送プロセスは、湿原間のメタン放出量の違いには大きく効かないと推定されたが、メタン排出量の季節変化に影響している可能性が示された。また、低層湿原や水田では、植物体の維管束を通ったメタン放出が多い一方、ツンドラや高層湿原では、バブル輸送による寄与が大きいことが明らかになった。
メタン吸収に関する高地土壌のプロセスを推定する手法を開発し、国内の森林で観測された7年間の連続データに適用した。土壌内の拡散とメタン酸化菌の活性を表現する4種のモデルのパラメタを観測データからベイズ推定し、制約されたモデルから森林土壌のメタン吸収機能を評価した。その結果、CH4濃度変化に対するモデルの応答を調整するためには、操作実験等の更なるデータの取得が必要であることが分かった。
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[Journal Article] Identifying dominant environmental predictors of freshwater wetland methane fluxes across diurnal to seasonal time scales2021
Author(s)
Knox, S. H., Bansal, S., McNicol, G., Schafer, K., Sturtevant, C., Ueyama, M., et al.
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Journal Title
Global Change Biology
Volume: 27
Pages: 3582-3604
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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