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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of stand density control diagram for water resources conservation

Research Project

Project/Area Number 26292088
Research InstitutionPrefectural University of Kumamoto

Principal Investigator

井上 昭夫  熊本県立大学, 環境共生学部, 教授 (80304202)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高木 正博  宮崎大学, 農学部, 教授 (70315357)
大槻 恭一  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (80183763)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords水資源 / 蒸発散 / 蒸散 / 遮断蒸発 / 人工林 / 密度管理図 / 辺材
Outline of Annual Research Achievements

水資源保全のための林分密度管理図を調製した。まず,蒸発散量の構成要素を蒸散と遮断蒸発の2つに区分し,林床面蒸発については,密度管理の必要な林冠閉鎖後においては無視できるものと仮定した。
蒸散量については,平均樹液流速と辺材面積合計の積として与えられる。これらのうち,平均樹液流速については,先行研究をもとに,林木の成長や密度管理によらず一定と仮定した。また,辺材面積合計については,林分密度と胸高直径の関数として表現できるものと仮定した。胸高直径と辺材面積との関係を解析した結果,辺材面積は胸高直径の1.6乗に比例し,この関係は針葉樹において普遍的であろうと考えた。
一方,遮断蒸発量については,林分密度と降雨量の関数として表現できる。また,その関数形について,低密度の高齢林における観測結果を加え,再検討したところ,直線式よりも,むしろ指数式によって表現することが適当であろうと考えられた。
以上の知見をもとに,水資源保全のための林分密度管理図を調製し,図の利用方法について説明した。この密度管理図は,横軸に林分密度を,縦軸には蒸発散量をそれぞれとった図であり,複数の曲線群(自己間引き曲線ならびに複数の等平均直径曲線)によって構成されている。
最後に,調製した水資源保全のための林分密度管理図の有効性と限界について議論した。この密度管理図は,森林の成長と管理による蒸発散量の変化を予測する上で有用である。しかし,調製に用いたモデルから判断して,個々の林分における変化を予測しようとすると,大きな誤差をともなう危険性が高い。この密度管理図は,あくまで流域くらいのスケールで,森林管理が水資源に及ぼす影響を評価するためのツールとしてみられるべきである。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (45 results)

All 2017 2016

All Journal Article (22 results) (of which Peer Reviewed: 22 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Comparing the methods for quantifying the culm surface area of bamboo, Phyllostachys pubescens2017

    • Author(s)
      Inoue, A. and Sakamoto, M.
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 32 Pages: 445-450

    • DOI

      10.1007/s11284-017-1453-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bamboo-inspired optimal design of functionally graded hollow cylinder2017

    • Author(s)
      Sato, M., Inoue, A. and Shima, H.
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 12 Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 阿蘇地域のヒノキ高齢低密度人工林における遮断率の観測2017

    • Author(s)
      永野美穂・井上昭夫・三小田憲史・宮沢良行・丸山篤志・高木正博・大槻恭一
    • Journal Title

      日本森林学会誌

      Volume: 99 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Universal node distribution in three bamboo species (Phyllostachys spp.)2017

    • Author(s)
      Inoue, A., Tochihara, S., Sato, M. and Shima, H.
    • Journal Title

      Trees -Structure and Function-

      Volume: 31 Pages: in press

    • DOI

      10.1007/s00468-017-1546-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differences in growth responses between Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa planted in group selection openings in Kyushu, southern Japan2017

    • Author(s)
      Ito, K., Ota, T., Mizoue, N., Yoshida, S., Sakuta, K., Inoue, A., Ito, S. and Okada, H.
    • Journal Title

      Journal of Forest Research

      Volume: 22 Pages: 126-130

    • DOI

      10.1080/13416979.2017.1283978

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rainfall interception in an intensively managed low density stand of bamboo, Phyllostachys pubescens2017

    • Author(s)
      Inoue, A., Nagano, M. and Sankoda, K.
    • Journal Title

      Journal of Forest Research

      Volume: 22 Pages: 53-60

    • DOI

      10.1080/13416979.2016.1273086

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 竹の特異な組織配列から学ぶ円筒構造の傾斜剛性の最適化に関する考察2017

    • Author(s)
      宮川 奨・谷垣俊行・井上昭夫・島 弘幸・佐藤太裕
    • Journal Title

      土木学会北海道支部論文報告集

      Volume: 73 Pages: A-38

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Contribution of lianas to community-level canopy transpiration in a warm-temperate forest2017

    • Author(s)
      Ichihashi, R., Chiu, C.W., Komatsu, H., Kume, T., Shinohara, Y., Tateishi, M., Tsuruta, K. and Otsuki, K.
    • Journal Title

      Functional Ecology

      Volume: 31 Pages: in press

    • DOI

      10.1111/1365-2435.12881

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatio-temporal streamflow generation in a small, steep headwater catchment in western Japan2017

    • Author(s)
      Sun, H., Kasahara, T., Otsuki, K., Saito, T. and Onda, Y.
    • Journal Title

      Hydrological Science Journal

      Volume: 62 Pages: 818-829

    • DOI

      10.1080/02626667.2016.1266635

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differences in seasonality and temperature-dependency of stand transpiration and canopy conductance between Japanese cypress (Hinoki) and Japanese cedar (Sugi) in a plantation2017

    • Author(s)
      Saito, T., Kumagai, T., Tateishi, M., Kobayashi, N., Otsuki, K. and Giambelluca, T.W.
    • Journal Title

      Hydrological Processes

      Volume: 31 Pages: in press

    • DOI

      10.1002/hyp.11162

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-resolution data on the impact of warming on soil CO2 efflux from an Asian monsoon forest2017

    • Author(s)
      Liang, N., Teramoto, M., Takagi, M. and Zeng, J.
    • Journal Title

      Scientific Data

      Volume: 4 Pages: 170026

    • DOI

      10.1038/sdata.2017.26

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 竹の節・組織構造が織り成す円筒体としての合理的な構造特性の理論的解明2016

    • Author(s)
      佐藤太裕・谷垣俊行・佐藤諭佳・島 弘幸・井上昭夫
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)

      Volume: 72 Pages: 25-34

    • DOI

      10.2208/jscejam.72.I_25

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of wood CO2 efflux in a Bornean tropical rainforest2016

    • Author(s)
      Katayama, A., Kume, T., Ohashi, M., Matsumoto, K., Nakagawa, M., Saito, T., Kumagai, T. and Otsuki, K.
    • Journal Title

      Agricultural and Forest Meteorology

      Volume: 220 Pages: 190-199

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2016.01.140

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of plant roots on the soil erosion rate under simulated rainfall with high kinetic energy2016

    • Author(s)
      Shinohara, Y., Otani, S., Kubota, T., Otsuki, K. and Nanko, K.
    • Journal Title

      Hydrological Science Journal

      Volume: 61 Pages: 2435-2442

    • DOI

      10.1080/02626667.2015.1112904

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Seasonal changes of azimuthal, and tree-to-tree variations in sap flux affect stand transpiration estimates in a Cryptomeria japonica forest, central Taiwan2016

    • Author(s)
      Chiu, C.W., Kume, T., Komatsu, H., Tseng, H., Wey, T.H. and Otsuki, K.
    • Journal Title

      Journal of Forest Research

      Volume: 21 Pages: 151-160

    • DOI

      10.1007/s10310-016-0525-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scaling-up from tree to stand transpiration for a warm-temperate multi-specific broadleaved forest with a wide variation in stem diameter2016

    • Author(s)
      Chiu, C.W., Komatsu, H., Katayama, A. and Otsuki, K.
    • Journal Title

      Journal of Forest Research

      Volume: 21 Pages: 161-169

    • DOI

      10.1007/s10310-016-0532-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Does measuring azimuthal variations in sap flux lead to more reliable stand transpiration estimates?2016

    • Author(s)
      Komatsu, H., Shinohara, Y., Kume, T., Tsuruta, K. and Otsuki, K.
    • Journal Title

      Hydrological Processes

      Volume: 30 Pages: 2129-2137

    • DOI

      10.1002/hyp.10780

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sapflow-based stand transpiration in a semiarid natural Oak forest on China’s Loess Plateau2016

    • Author(s)
      Yan, M.J., Zhang, J.G., He, Q.Y., Shi, W.Y., Otsuki, K., Yamanaka, N. and Du, S.
    • Journal Title

      Forests

      Volume: 7 Pages: 227

    • DOI

      10.3390/f7100227

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differences in sap flux-based stand transpiration between upper and lower slope positions in a Japanese cypress plantation watershed2016

    • Author(s)
      Kume, T., Tsuruta, K., Komatsu, H., Shinohara, Y., Katayama, A., Ide, J. and Otsuki, K.
    • Journal Title

      Ecohydrology

      Volume: 9 Pages: 1105-1116

    • DOI

      10.1002/eco.1709

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effect of strip thinning on forest floor evaporation in a Japanese cypress plantation2016

    • Author(s)
      Sun, X., Onda, Y., Otsuki, K., Kato, H. and Gomi, T.
    • Journal Title

      Agricultural and Forest Meteorology

      Volume: 216 Pages: 48-57

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2015.10.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] スギコンテナ苗は夏季植栽で本当に有利か?2016

    • Author(s)
      新保優美・平田令子・溝口拓朗・高木正博・伊藤 哲
    • Journal Title

      日本森林学会誌

      Volume: 98 Pages: 151-157

    • DOI

      10.4005/jjfs.98.151

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sustained acceleration of soil carbon decomposition observed in a 6-year warming experiment in a warm-temperate forest in southern Japan2016

    • Author(s)
      Teramoto, M., Liang, N., Takagi, M., Zeng, J. and Grace, J.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 2016 Pages: 35563

    • DOI

      10.1038/srep35563

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Reineke式再考2017

    • Author(s)
      井上昭夫・島 弘幸
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] 群状・帯状伐採地におけるスギ・ヒノキ植栽木の成長2017

    • Author(s)
      池田 正・太田徹志・岩永史子・福本桂子・吉田茂二郎・保坂武宣・作田耕太郎・井上昭夫・溝上展也
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] スギ・ヒノキ人工林の帯状伐採による針広混交化の可能性2017

    • Author(s)
      谷口寛昭・太田徹志・保坂武宣・岩永史子・福本桂子・吉田茂二郎・作田耕太郎・井上昭夫・溝上展也
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] Rainfall partitioning in an unmanaged dense stand for Japanese cypress (Chamaecyparis obtusa)2017

    • Author(s)
      鄭 聖勲・大槻恭一・井上昭夫・片山歩美・篠原慶規・智和正明
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] 「水の国くまもと」における森林・農地連携による地下水涵養事業2017

    • Author(s)
      宮野岳明・嶋村悦郎・島 武男・井手淳一郎・大槻恭一
    • Organizer
      128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] アロメトリー式を用いて広葉二次林の年蒸散量を算定2017

    • Author(s)
      邱 貞偉・久米朋宣・五味高志・大槻恭一
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] 山地賞流域からの渓流を経路とした炭素と窒素の放出量2017

    • Author(s)
      高木正博
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] 渓流水質形成において流出期限の寄与が季節や流量によってどう変わるか2017

    • Author(s)
      高島靖文・高木正博
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] 山地河川における増水時の量水観測精度向上に向けた検討2017

    • Author(s)
      浅野友子・高木正博・芳賀弘和・山川陽祐・小野 裕・沼本晋也
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] 樹幹流は表面流発生要因となりうるのか?-樹冠サイズによる影響-2017

    • Author(s)
      山岸 極・溝口拓朗・清水優斗・平田令子・光田 靖・高木正博・伊藤 哲
    • Organizer
      第128回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-30
  • [Presentation] ドローン空撮による柱状節理の幾何構造解析2017

    • Author(s)
      秋葉祐里・高島愛果・井上昭夫・島 弘幸
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] 竹の特異な組織配列から学ぶ円筒構造の傾斜剛性の最適化に関する考察2017

    • Author(s)
      宮川 奨・谷垣俊行・井上昭夫・島 弘幸・佐藤太裕
    • Organizer
      土木学会北海道支部平成28年度年次技術研究発表会
    • Place of Presentation
      北見工業大学
    • Year and Date
      2017-02-04 – 2017-02-05
  • [Presentation] 針葉樹人工林の帯状伐採による針広混交林化の可能性2016

    • Author(s)
      谷口寛昭・太田徹志・保坂武宣・岩永史子・福本桂子・吉田茂二郎・作田耕太郎・井上昭夫・溝上展也
    • Organizer
      第72回九州森林学会大会
    • Place of Presentation
      クローバープラザ
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-05
  • [Presentation] 帯状択伐林と一斉林のヒノキ植栽木の成長比較-大分県長期育成循環施業モデル団地での事例-2016

    • Author(s)
      池田 正・太田徹志・岩永史子・福本桂子・吉田茂二郎・保坂武宣・作田耕太郎・井上昭夫・溝上展也
    • Organizer
      第72回九州森林学会大会
    • Place of Presentation
      クローバープラザ
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-05
  • [Presentation] 樹幹流が表面流および土壌浸食に及ぼす影響-樹種および樹冠サイズの比較-2016

    • Author(s)
      山岸 極・伊藤 哲・高木正博・平田令子
    • Organizer
      第72回九州森林学会大会
    • Place of Presentation
      クローバープラザ
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-05
  • [Presentation] 一流域内の渓流水質の形成過程について2016

    • Author(s)
      高島靖文・高木正博
    • Organizer
      第72回九州森林学会大会
    • Place of Presentation
      クローバープラザ
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-05
  • [Presentation] 針葉樹と広葉樹苗木の硝酸還元酵素活性に対する窒素施肥の影響2016

    • Author(s)
      小田木由紀・高木正博
    • Organizer
      第72回九州森林学会大会
    • Place of Presentation
      クローバープラザ
    • Year and Date
      2016-11-05 – 2016-11-05
  • [Presentation] Allometric relationship between stem diameter and sapwood area2016

    • Author(s)
      Nagano, M., I, F., Shima, H. and Inoue, A.
    • Organizer
      The 2016 World Congress on Advances in Civil, Environmental, and Materials Research
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      2016-08-28 – 2016-09-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rational bending properties of wild bamboo with peculiar tissue structures and nodes2016

    • Author(s)
      Tanigaki, T., Sato, Y., Sato, M., Shima, H. and Inoue, A.
    • Organizer
      The 2016 World Congress on Advances in Civil, Environmental, and Materials Research
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      2016-08-28 – 2016-09-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unveil the bamboo wisdom: plant-mimetic design toward less-material and high-strength structure2016

    • Author(s)
      Shima, H., Sato, M. and Inoue, A.
    • Organizer
      The 2016 World Congress on Advances in Civil, Environmental, and Materials Research
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      2016-08-28 – 2016-09-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 竹林の管理は水資源に影響を及ぼすのか?2016

    • Author(s)
      永野美穂・井上昭夫
    • Organizer
      平成28年度不知火海・球磨川流域圏学会研究発表会
    • Place of Presentation
      熊本県水産研究センター
    • Year and Date
      2016-06-05 – 2016-06-05
  • [Presentation] Bamboo: A masterpiece of high-strength and light-weight structure from nature2016

    • Author(s)
      Shima, H., Inoue, A. and Sato, M.
    • Organizer
      Bamboo: A masterpiece of high-strength and light-weight structure from nature
    • Place of Presentation
      Athens, Greece
    • Year and Date
      2016-05-27 – 2016-05-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 竹の節・組織構造が織り成す円筒体としての合理的な構造特性の理論的解明2016

    • Author(s)
      佐藤太裕・谷垣俊行・佐藤諭佳・島 弘幸・井上昭夫
    • Organizer
      第19回応用力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2016-05-21 – 2016-05-22

URL: 

Published: 2018-01-16  

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