2013 Fiscal Year Annual Research Report
酸素安定同位体連続観測と群落多層モデルを用いた森林生態系の呼吸・光合成の分離評価
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24310017
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
村山 昌平 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 研究グループ長 (30222433)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松枝 秀和 気象庁気象研究所, 海洋・地球化学研究部, 室長 (60354552)
渡辺 力 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60353918)
坪井 一寛 気象庁気象研究所, 海洋・地球化学研究部, 主任研究官 (10553167)
石戸谷 重之 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 主任研究員 (70374907)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 炭素循環 / 安定同位体 / 群落多層モデル / 森林生態系 / レーザー分光 |
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| Research Abstract |
H25年度は、同位体連続観測システムの開発、森林サイト（飛騨高山サイト）における現場観測および群落多層モデルの改良を進めた。
同位体連続観測システムについては、光源を耐久性が改良されたレーザに交換したが、その結果、従来のものとレーザの使用温度や射出光の広がり角度等の仕様が大幅に変更になった。そのため、光源部と検出部の温度を精度良く制御するために、両者を分離した構造に改造し、光学セルや光学レンズ等の光学系の変更を行った。
飛騨高山サイトでの現場観測に関しては、年間を通して森林上におけるフラックス、森林内外のCO2濃度、気象要素の連続観測データを取得し、現地訪問時にフラスコサンプリングによる大気・土壌空気の採取、土壌水、水蒸気等の水試料の採取を継続して実施し、質量分析計により同位体比分析を行った。これまでに得られたデータより、夜間の土壌呼吸、葉呼吸、生態系呼吸（全呼吸）で放出されるCO2のδ18Oを求め、さらに生態系呼吸に占める、土壌呼吸、葉呼吸の割合を算出し、着葉期におけるその季節変化を調べた。得られた季節変化と、渦相関法で得られた夜間の生態系呼吸及とチャンバー法で得られた土壌呼吸の比の季節変化との比較解析を進めた。
群落多層モデルによるCO2濃度プロファイルの再現性向上に向け、林内の鉛直混合のパラメタリゼーションの修正を行った。その結果、一定の改善が見られたが、依然として夜間における地表付近のCO2濃度の再現性が良くなかった。原因として、呼吸速度や安定成層時の鉛直混合の再現性等のモデル側の問題点のほか、観測地が複雑地形上にあることに起因する水平移流の影響といった観測側の問題点があることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
群落多層モデルの改良や現場観測は概ね順調に進んだが、同位体連続観測システムの開発に関しては、使用するDFBレーザーの変更に伴い、装置の大幅な改造が必要になり、それに関する設計、部品の選定、改造された装置の製作に時間を要したため、当初の計画より遅れを生じてしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
同位体連続観測システムの改造を早期に完了し、システムを完成させ、現地観測を開始する。連続観測で得られる高時間分解濃度観測結果との詳細な比較により、群落多層モデルの再現性の改良を進め、当森林の炭素循環素過程の推定の最適化を図る。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
同位体連続観測システムの完成が遅れたため、観測に必要とする周辺機器の仕様が決定できず、繰越金を生じてしまった。
H26年度予算と繰越金を合わせて、同位体連続観測システムによる観測に必要な部品を早急に購入して、観測を開始する。
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[Presentation] Exchange ratios of -O2:CO2 observed in a cool temperate deciduous forest ecosystem of central Japan
Author(s)
Ishidoya S., Murayama S., Takamura C., Kondo H., Saigusa N., Goto D., Morimoto S., Aoki N., Aoki S., Nakazawa T.
Organizer
9th International Carbon Dioxide Conference
Place of Presentation
Beijing International Convention Center,北京、中華人民共和国
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