炭酸ガス固定のための乾燥地植林における炭素動態解析技術の開発

• Project/Area Number: 07J09368
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Environmental technology/Environmental materials
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 熊田 俊吾 Kanazawa University, 自然科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2009: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 乾燥地 / 植林 / 炭素固定 / 炭素動態 / リター / 土壌 / 塩湖 / 土壌呼吸 / 森林生態系 / 森林生態 / 地球環境

Research Abstract

本研究の目的は,乾燥地植林前後での炭素動態を解析・予測・評価可能な技術を開発することにある。本年度は,対象地である西オーストラリアにて炭素動態に関する調査を行うとともに,(1)林間閉鎖度と土壌炭素量の関係について解析を加え,土壌炭素量を推算するための土壌炭素動態モデルを構築した。また,(2)塩湖での温暖化ガス発生量および有機物分解速度についてまとめた。さらに,(3)対象地の塩湖を終点とする乾燥地森林生態系の炭素収支を推算するとともに,炭素動態解析のためのフレームワークを構築した。以下の点が明らかとなった。(1)林間閉鎖度と土壌炭素量の関係について調査結果と解析を加え,林間閉鎖度をパラメータとした土壌炭素量を推算するための土壌炭素動態モデルを構築した。モデルによる土壌炭素量の推算値は,林間閉鎖度と土壌炭素量の実測値の関係をよく再現した。この構築したモデルと林間閉鎖度分布を用いて研究対象地全体の土壌炭素量の推算が可能となった。(2)塩湖土壌呼吸の測定結果について解析を加え,塩湖から放出される二酸化炭素フラックスとメタンフラックスについてまとめた。解析の結果,塩湖からの温暖化ガス発生量としては,二酸化炭素がメタンよりも2～3オーダー大きいことがわかった。また,高塩分,高pH条件下にもかかわらず,塩湖での有機物分解速度は極端に遅いものではないことがわかった。(3)対象地の塩湖を終点とした乾燥地森林生態系における炭素動態解析のためのフレームワークを構築し,炭素収支を推算した。その結果,林地から年間流出する総リター量のうち約1/3が塩湖に流入すると推算され,さらに塩湖からの炭素放出量は対象地全体の総炭素放出量の約1/5を占めると推算された。提案した解析手法は,世界中に広く分布する塩湖を有する乾燥地森林生態系に対して有用であり,植林実施時の炭素固定量評価モデルへの応用に期待できる。

Research Products

• [Journal Article] Effects of different mobilities of leaf and woody litters on litter carbon dynamics in arid ecosystems in Western Australia (2009)
  • Author(s): Kumada, S., Kawanishi, T., Hayashi, Y., Hamano, H., Kawarasaki, S., Aikawa, S., Takahashi, N., Egashira, Y., Tanouchi, H., Kojima, T., Kinnear, A., Yamada, Y.
  • Journal Title: Ecological Modelling 220 Pages: 2792-2801
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Litter carbon dynamics analysis in forests in an arid ecosystem with a model incorporating the physical removal of litter (2008)
  • Author(s): Kumada, S., Kawanishi, T., Hayashi, Y., Ogomori, K., Kobayashi, Y., Takahashi, N., Saito, M., Hamano, H., Kojima, T., Yamada, K.
  • Journal Title: Ecological Modelling 215 Pages: 190-199
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Litter carbon dynamics analysis in forests in an arid ecosystem with a model incorporating the physical removal of litter (2008)
  • Author(s): Kumada, S., Kawanishi, T., Hayashi, Y., Ogomori, K., Kobayashi, Y., Takahashi, N., Saito, M., Hamano, H., Kojima, T., Yamada, K.
  • Journal Title: Ecological Modelling (In Press)(掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 西オーストラリア乾燥地の塩湖におけるCO_2, CH_4フラックスの季節変化 (2009)
  • Author(s): 熊田俊吾, 森下智陽, 金子真司, 浜野裕之, 相川真一, 河原崎里子, 田内裕之, 小島紀徳, 山田興一, 川西琢也
  • Organizer: 日本沙漠学会第20回学術大会
  • Place of Presentation: 森林総合研究所(つくば市, 茨城県)
• [Presentation] Analysis of litter and soil carbon dynamics of planted Eucalyptus Camaldulensis in an arid region of Western Australia (2009)
  • Author(s): Kumada, S., Osomo, Y., Suganuma, H., Kawanishi, T., Kojima, T., Yamada, K.
  • Organizer: 16th Asian Symposium on Ecotechnology
  • Place of Presentation: Dalian, China
• [Presentation] 乾燥地林の林床におけるリターの移動性の検討 (2008)
  • Author(s): 川西琢也, 熊田俊吾, 林良茂, 浜野裕之, 河原崎里子, 相川真一, 高橋伸英, 江頭靖幸, 田内裕之, 小島紀徳, 山田興一
  • Organizer: 日本沙漠学会第19回学術大会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] 西オーストラリア乾燥地の土壌炭素分布と土壌炭素蓄積量 (2008)
  • Author(s): 熊田俊吾, 大園侑利, 川西琢也, 菅沼秀樹, 濱野裕之, 小島紀徳, 山田興一
  • Organizer: 化学工学会第40回秋季大会
  • Place of Presentation: 仙台
• [Presentation] Soil Carbon Distribution and Soil Carbon Content of Arid Land near Leonora in Western Australia (2008)
  • Author(s): Osono, Y., Kumada, S., Kawanishi, T., Suganuma, H., Hamano, H., Kojima, T., Yamada, K.
  • Organizer: 15th Asian Symposium on Ecotechnology
  • Place of Presentation: 金沢
• [Presentation] 西オーストラリア州Sturt Meadowsに広がる乾燥地植生の炭素動態解析 (2008)
  • Author(s): 熊田 俊吾, 大園 侑利, 川西 琢也, 林 良茂, 菅沼 秀樹, 浜野 裕之, 小島 紀徳, 山田 興一
  • Organizer: 化学工学会第73年会
  • Place of Presentation: 静岡
• [Presentation] 西オーストラリア州レオノラ近郊の乾燥地における植生と土壌炭素の関係 (2008)
  • Author(s): 大園 侑利, 熊田 俊吾, 川西 琢也, 林 良茂, 菅沼 秀樹, 浜野 裕之, 小島 紀徳, 山田 興一
  • Organizer: 化学工学会第73年会
  • Place of Presentation: 静岡
• [Presentation] Analysis of Carbon Dynamics of an Arid Ecosystem in Sturt Meadows,Western Australia-Physical Removal of Litter and its Effect (2008)
  • Author(s): Kumada, S., Kawanishi, T., Hayashi, Y., Suganuma, H., Hamano, H., Tanouchi, H., Kojima, T., Yamada, K.
  • Organizer: The 2nd International Forum on Ecotechnology
  • Place of Presentation: Denmark
• [Presentation] Litter Removal Behavior by Natural Causes in Sturt Meadows in anarid region of Western Australia (2007)
  • Author(s): Kumada, S., Kawanishi, T., Hayashi, Y., Hamano, H., Kawarasaki, S., Takahashi, N., Egashira, Y., Tanouchi, H., Kojima, T., Kinnear, A., Yamada, K.
  • Organizer: 14th Asian Symposium on Ecotechnology
  • Place of Presentation: Korea
• [Presentation] Modeling and Analyzing of Litter-Soil Carbon Dynamics in an Arid Land.Forest Ecosystem (2007)
  • Author(s): Kumada, S., Kawanishi, T., Hayashi, Y., Suganuma, H., Hamano, H., Kawarasaki, S., Takahashi, N., Egashira, Y., Tanouchi, H., Kojima, T., Yamada, K.
  • Organizer: The 4th Joint China/Japan Chemical Engineering Symposium
  • Place of Presentation: China