2015 Fiscal Year Annual Research Report
植生景観構造を考慮した東ユーラシア永久凍土変化の広域評価
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26242026
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
飯島 慈裕 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 北極環境変動総合研究センター, 主任研究員 (80392934)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 仁 関東学院大学, 経済学部, 講師 (00709628)
朴 昊澤 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 北極環境変動総合研究センター, 主任研究員 (10647663)
太田 岳史 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20152142)
檜山 哲哉 名古屋大学, 地球水循環研究センター, 教授 (30283451)
石川 守 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 准教授 (50373452)
小谷 亜由美 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (80447242)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 永久凍土 / 森林科学 / 水文 / GIS / 地図化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は年度計画に従い、昨年度から引き続き4つの研究グループ連携で、下記の研究課題に関する調査を実施した。また、国内外での成果発表や、関連する海外の研究者との意見交換も積極的に行い、継続して順調に進捗した。
1．土壌・凍土パラメータデータの収集（植生－凍土G、広域モデルG連携）：未訳資料である安定同位体を利用した凍土研究文献（Vacilychk, 2000）を英文翻訳した。また、これまでの文献資料から、観測データおよび土壌の物理パラメータ等の情報の整理を進めた。
2．現地観測による熱・水循環と凍土環境解析（植生－凍土G、水文－凍土G、空間分布G連携）：5～10月の現地観測調査によって、モンゴル、東シベリアにおいて、植生調査ならびに活動層分布と土壌の物理パラメータの取得を継続した。モンゴルでは凍土地域の湧水サンプル取得を行い、地下水による凍土融解状態の解析を開始した。東シベリアとモンゴルに展開されている凍土観測網のデータの収集も順調に行い、各地域での凍土温度変動の解析をさらに進めた。
3．衛星データの収集・解析（空間分布G、水文－凍土G連携）：ALOSのInSAR用データをモンゴル、東シベリアで収集し、地形変化の抽出を開始した。また、ALOS2-PALSAR2データの収集も開始し、ALOS-PALSARデータから続く2006年～2015年までの植生・水域変化図の作成を開始した。LANDSATデータによる水域区分も行い、規模－頻度関係の経年変化の解析を進めた。
4．陸面モデルの改良（広域モデルG担当・全G連携）：陸面モデルの河川水文・凍土活動層変化に関するモデル実験を継続し、土壌物理パラメータの設定や河川貯熱過程の改良を進めた。また、長期気候データ解析と組み合わせたシミュレーション結果から、近年の東シベリアでの凍土温度・活動層厚変化に、夏季降水の寄与が大きくなっていることを明らかにした。
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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
本年度は年度計画に従い、昨年度から引き続き4つの研究グループ連携で、下記の研究課題に関する調査を実施した。また、国内外での成果発表や、関連する海外の研究者との意見交換も積極的に行い、継続して順調に進捗した。
1．土壌・凍土パラメータデータの収集（植生－凍土G、広域モデルG連携）：未訳資料である安定同位体を利用した凍土研究文献（Vacilychk, 2000）を英文翻訳した。また、これまでの文献資料から、観測データおよび土壌の物理パラメータ等の情報の整理を進めた。
2．現地観測による熱・水循環と凍土環境解析（植生－凍土G、水文－凍土G、空間分布G連携）：5～10月の現地観測調査によって、モンゴル、東シベリアにおいて、植生調査ならびに活動層分布と土壌の物理パラメータの取得を継続した。モンゴルでは凍土地域の湧水サンプル取得を行い、地下水による凍土融解状態の解析を開始した。東シベリアとモンゴルに展開されている凍土観測網のデータの収集も順調に行い、各地域での凍土温度変動の解析をさらに進めた。
3．衛星データの収集・解析（空間分布G、水文－凍土G連携）：ALOSのInSAR用データをモンゴル、東シベリアで収集し、地形変化の抽出を開始した。また、ALOS2-PALSAR2データの収集も開始し、ALOS-PALSARデータから続く2006年～2015年までの植生・水域変化図の作成を開始した。LANDSATデータによる水域区分も行い、規模－頻度関係の経年変化の解析を進めた。
4．陸面モデルの改良（広域モデルG担当・全G連携）：陸面モデルの河川水文・凍土活動層変化に関するモデル実験を継続し、土壌物理パラメータの設定や河川貯熱過程の改良を進めた。また、長期気候データ解析と組み合わせたシミュレーション結果から、近年の東シベリアでの凍土温度・活動層厚変化に、夏季降水の寄与が大きくなっていることを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの現地観測、衛星データ、陸面モデルによる解析結果を踏まえ、今後は以下の研究をさらに発展させる予定である。また、成果公表として、本研究構造を示した国際誌へのレビュー論文作成を引き続き進め、地理情報化の方法論の検討も進める。
1. 植生－凍土G：ヤクーツクとエレギーで森林蒸散流の同時比較観測を継続し、活動層厚・土壌水分変化との対応を明らかにする。ヤクーツクでは2006年、2009年、2015年、2016年の各年の観測結果との比較から、植生と凍土環境の変遷の影響評価も行う。
2. 水文－凍土G：引き続き、ロシア・モンゴルでの、サーモカルスト湖、活動層土壌水などの水サンプルの取得を進める。2000年代以降の水安定同位体等の指標の取りまとめも進め、表層の凍土融解や土壌水分変動が水文過程にどう応答するかの観測と解析を進める。
3. 空間分布G：ALOSとLANDSAT8による凍土荒廃・森林荒廃・水域変化域の検出の手法評価と広域解析を進める。ALOS-2の観測データの入手を進め、後方散乱係数解析やInSAR解析によって、凍土温暖化、融解に伴う植生・水域・地形変遷の評価を進める。モンゴルの広域凍土分布観測データを利用し、凍土変化と地表面景観との対応関係について広域解析を進める。
4. 広域モデルG：引き続きこれまでの文献資料や、観測データに基づく、植生・土壌・凍土の諸パラメータ化をすすめ、気候感度実験や地域性の評価を進める。サーモカルストでの地温・土壌水分鉛直分布の変化や水域拡大の過程について、モデル改良の検討を進める。
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[Journal Article] Pan-Arctic ice-wedge degradation in warming permafrost and influence on tundra hydrology2016
Author(s)
Liljedahl AK, Boike J, Daanen RP, Fedorov AN, Frost GV, Grosse G, Hinzman LD, Iijima Y, Jorgenson JC, Matveyeva N, Necsoiu M, Raynolds MK, Romanovsky VE, Schulla J, Tape KD, Walker DA, Wilson CJ, Yabuki H, Zona D
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Journal Title
Nature Geoscience
Volume: 9
Pages: 312-318
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Spatial and seasonal variation of CO2 flux and photosynthetic and respiratory parameter of larch forests in East Asia2015
Author(s)
Takagi K, Hirata R, Ide R, Ueyama M, Ichii K, Sigusa N, Hirano T, Asanuma J, Li S-G, Machimura T, Nakai Y, Ohta T, Takahashi Y
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Journal Title
Soil Science and Plant Nutrition
Volume: 61
Pages: 61-75
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The GRENE-TEA model intercomparison project (GTMIP) Stage 1 forcing data set2015
Author(s)
Sueyoshi T, Saito K, Miyazaki S, Mori J, Ise T, Arakida H, Suzuki R, Saito A, Iijima Y, Yabuki H, Ikawa H, Ohta T, Kotani A, Hajima T, Sato H, Yamazaki T, Sugimoto A
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Journal Title
Earth System Science Data
Volume: 8
Pages: 1-14
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The GRENE-TEA model intercomparison project (GTMIP): overview and experiment protocol for Stage 12015
Author(s)
Miyazaki S, Saito K, Mori J, Yamazaki T, Ise T, Arakida H, Hajima T, Iijima Y, Machiya H, Sueyoshi T, Yabuki H, Burke EJ, Hosaka M, Ichii K, Ikawa H, Ito A, Kotani A, Matsuura Y, Niwano M, Nitta T, O’ishi R, Ohta T, Park H, Sasai T, Sato A, Sato H, Sugimoto A, Suzuki R, Tanaka K, Yamaguchi S, Yoshimura K
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Journal Title
Geoscientific Model Development
Volume: 8
Pages: 2841-2856
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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