Invasive plants alter water resources and soil conservation functions in Hawaii forested watersheds

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20KK0140
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kumagai Tomo'omi 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (50304770)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀田 紀文 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00323478) ; 宮沢 良行 九州大学, キャンパス計画室, 学術推進専門員 (80467943) ; 江草 智弘 静岡大学, 農学部, 助教 (90829897)
• Project Period (FY): 2020-10-27 – 2024-03-31
• Keywords: 水源涵養機能 / 森林 / 水循環

Outline of Final Research Achievements

The original plan was to conduct synthesized analyses on forest water resources impacted by invasive exotic plants with several experimental forested watersheds over the Hawaii Islands. However, it was impossible to conduct observations and data analysis of Hawaiian forest water resources because of the worldwide COVID situation. Under such a situation, we (1) were successful in developing a brilliant forest water cycling simulator, BLADE, (2) conducted fine time and space resolution data of soil moisture, bedrock structure, and canopy structure to validate the BLADE, (3) suggested that the BLADE can evaluate the forest function of stable water resources, especially, at low flow periods with high quality.

Free Research Field

森林生物地球科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植生変化、気候変動など、森林の水源涵養機能を変え得る要因は、様々であるが、その定量的評価は全く不十分である。その原因は、森林流域の水文特性を精緻に記述できる機構論的モデルの欠如と、たとえ、それが完成したとしても、その正当性確認ができるほどの高時空間解像度観測を入手することの困難性にあった。本研究では、新機軸で開発された森林水循環シミュレータBLADEと、これまで長きに渡り水文観測が行われてきた水文試験地に高度観測システムを投入することで、これまでにないレベルでの森林水源涵養機能の評価が可能となった。このことは、社会的には、森林の公益的機能を理論的に世に示すことに寄与するものである。