百mメッシュの空間解像度を目標とした、北方林の広域炭素収支評価手法の確立

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26292076
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高木 健太郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (20322844)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平野 高司 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20208838) ; 梁 乃申 独立行政法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (50391173)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 航空機レーザ測量 / 樹高変化 / 森林蓄積量変化 / 森林炭素貯留量変化 / 森林生態系炭素収支

Outline of Annual Research Achievements

2004年の航空機レーザー(LiDAR)観測によって得られた、天塩研究林全域(225km2)の樹冠高と、林内24プロットで観測した森林蓄積量および樹木炭素貯留量との関係を再評価し、論文化した。観測プロット平均の樹冠高と森林蓄積量および樹木炭素貯留量との間に得られた線形の関係式は、先行研究と比較して妥当な範囲にあることを確認した。
2004および2014年に観測された、研究林全域のLiDARデータを利用して、両者の樹冠高度の差より10年間の樹高の変化を1ｍメッシュの空間解像度で評価した。得られた樹冠高変化から、特に原生の針葉樹林において樹冠高が減少していることや、若齢植林地において樹冠高が増加していることが明らかになった。上記10年間に森林を伐採した18箇所の樹冠高度差を抽出し、森林伐採量と樹冠高度差との関係を明らかにした。樹冠高度差と森林伐採量との間には線形の関係が認められた。
2004～2014年に観測された衛星(MODIS)データを利用して、2種類の植生指標（Green ratio:GR及びEnhanced Vegetation Index: EVI）の10年間の季節変化と経年変化を研究林全域、空間解像度500mで評価した。
森林生態系炭素収支の検証データとして、天塩研究林カラマツ若齢林と苫小牧落葉樹若齢林において、渦相関法により生態系炭素収支を明らかにした。また上記2サイトにおいて、土壌炭素の分解速度を多点連続自動観測チャンバ―を用いて計測した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

天塩研究林全域の10年間の樹冠高度の差を100ｍの空間解像度で整備できたことに加えて、天塩研究林カラマツ若齢林と苫小牧落葉樹若齢林において、渦相関法による生態系炭素収支評価と多点連続自動観測チャンバ―による土壌炭素の分解速度の評価を行うことができたことから、年次計画の予定通り研究が進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

前年度に整備した、10年間の樹冠高度変化データを用いて、樹冠高度変化と森林蓄積量・炭素貯留量変化との関係を明らかにし、100ｍの空間解像度で森林蓄積量・炭素貯留量の変化を研究林全域について評価する。森林蓄積量・炭素貯留量の変化と森林タイプ・植生指標・環境条件・施業条件との関係を明らかにする。
天塩研究林カラマツ若齢林と苫小牧落葉樹若齢林において、渦相関法による生態系炭素収支観測と多点連続自動観測チャンバ―による土壌炭素の分解速度の観測を継続する。

Research Products

• [Journal Article] Forest biomass and volume estimation using airborne LiDAR in a cool-temperate forest of northern Hokkaido (2015)
  • Author(s): Takagi, K., Yone, Y., Takahashi, H., Sakai, R., Hojyo, H., Kamiura, T., Nomura, M., Liang, N., Fukazawa, T., Miya, H., Yoshida, T., Sasa, K., Fujinuma, Y., Murayama, T., and Oguma, H.
  • Journal Title: Ecological Informatics Volume: 26 Pages: 54-60
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoinf.2015.01.005
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Dynamics of ecosystem carbon balance recovering from a clear-cutting in a cool-temperate forest (2014)
  • Author(s): Aguilos, M., Takagi, K., Liang, N., Ueyama, M., Fukuzawa, K., Nomura, M., Kishida, O., Fukazawa, T., Takahashi, H., Kotsuka, C., Sakai, R., Ito, K., Watanabe, Y., Fujinuma, Y., Takahashi, Y., Murayama, T., Saigusa, N., and Sasa, K.
  • Journal Title: Agricultural and Forest Meteorology Volume: 197 Pages: 26-39
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.agrformet.2014.06.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Relationship between ecosystem photosynthetic parameters derived from flux observation and MODIS vegetation indices of East Asian forests (2014)
  • Author(s): Takagi, K., Ueyama, M., Ide, R., Ichii, K., Ono, K., Hirata, R., Saigusa, N., Hirano, T., Kwon, H., Hong, J., Zhang, L., Li, S.-G., Han, S., Wang, H.-M., Zhang, Y.-P., Asanuma, J., Gamo, M., Maeda, T., Murayama, S., Machimura, T., Nakai, Y., Ohta, T., Saitoh, T. M. and Takahashi, Y.
  • Organizer: 12th AsiaFlux Workshop
  • Place of Presentation: IRRI, Los Banos, Philippines
  • Year and Date: 2014-08-20
• [Presentation] Estimation of GPP by using vegetation index in a young larch plantation, northern Japan (2014)
  • Author(s): Hirayama, K., Takagi, K., Ide, R., Okada, K., Samesima, R. and Oguma, H.
  • Organizer: 12th AsiaFlux Workshop
  • Place of Presentation: IRRI, Los Banos, Philippines
  • Year and Date: 2014-08-20