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土壌-植物-大気連続系における水循環過程に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 08408003
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 自然地理学
研究機関筑波大学

研究代表者

田中 正  筑波大学, 地球科学系, 助教授 (50015880)

研究分担者 辻村 真貴  愛知教育大学, 総合科学課程, 助教授 (10273301)
中野 孝教  筑波大学, 地球科学系, 助教授 (20155782)
嶋田 純  筑波大学, 地球科学系, 助教授 (80206169)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
11,400千円 (直接経費: 11,400千円)
1998年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1997年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1996年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
キーワード土壌-植物-大気連続系 / 水循環過程 / 蒸散 / 水ポテンシャル / 樹体貯留水分 / 比抵抗トモグラフィー / 土壌水分 / Sr同位体 / 実蒸散量 / Granier法 / ヒートパルス法 / 土壌水 / ゼロフラックス面 / 比抵抗トモグラフィー法 / 安定同位体比 / ストロンチウム同位体 / 水輸送 / 通水低抗 / 水フラックス / 樹幹水分量 / 蒸散量 / 単木水収支 / 土壌-植物-大気連続系(SPAC) / 樹木水収支 / 樹体水分量 / TDR法 / 蒸発散量 / 渦相関・熱収支法
研究概要

本研究では、水文学の観点から、土壌ー植物ー大気を一つの連続した系として捉え、各系に共通する「水ポテンシャル」の概念に基づいて野外での原位置における各種物理量の測定手法を確立するとともに、その物理量の測定結果に基づいて連続系における水循環の実態を明らかにし、その上でこのシステムの水輸送に果たす植物の役割を定量的に評価することを研究の目的とした。また、水は循環する過程で物質を輸送することから、本研究ではSr同位体を用いて、大気ー森林ー土壌系における物質循環の実態把握を試みた。さらに、地表面を介した水・熱エネルギーの相互作用の把握や地球規模での環境問題を解明する上で、土壌水の挙動を面的に把握することが極めて重要であることから、本研究では地盤工学の分野で開発された比抵抗トモグラフィーの測定技術を応用して、三次元的な土壌水分変化の実態把握を試み、この測定法の水文学分野への実用化を目指した。
本研究の結果、樹体内に含まれる水は日周期でも日日変動でもダイナミックな挙動をしており、樹体に貯留されている水は蒸散過程に重要な役割を果たしており、アカマツの場合、蒸散で消費される水の内10〜20%は樹体に貯留されている水で賄われていること、この樹体貯留水分の蒸散への寄与は根系と樹幹上部の水ポテンシャル差がある限界値に達した時に生じること、樹種の違いにより保水性の高い樹種と耐乾性に優れている樹種が存在すること、などが定量的に明らかにされた。また、本研究では、比抵抗トモグラフィー法の確立を行い、三次元空間での土壌水分の挙動を可視化することに成功した。この手法は今後土壌-植物間の水循環の実態をより詳細に究明する点において威力を発揮するものと考えられる。さらに、本研究では、酸性雨研究におけるSr同位体の利用についての取りまとめを行ったほか、流域水循環に果たす森林の役割について、降水の再循環、樹幹流の重要性などの観点から取りまとめを行い、国内外で研究成果を発表した。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] 田中正・小林義和: "土壌-植物-大気連続系の水輸送に果たす樹木の役割に関する研究動向" 筑波大学地球環境変化特別プロジェクト研究報告集. NO.4-1. 78-96 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi,Y.and Tanaka,T.: "The role of the water stored in a stem on the trans-piration process" Proc.Int.Workshop on Glorelva Change and Terre-strial Environ.in Monsoon Asia,Univ.Tsukuba. 87-90 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakano,T.and Tanaka,T.: "Strontium isotope constrsints on the seasonal variation of the provenance of base cetions in rain water at Kawakami,central Japan" A tmospheric Environment. 31. 4237-4245 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsujimura,M.and Tanaka,T.: "Evaluation of evaporation rate from forested soil surface using stable isotpiec composition of soil water in a headwater basin" Hydrological Proceses. 12. 2093-2103 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhou,O.Y.,Shimada,J.and Sato,A.: "Three-dimentional soil resistivity inversion using patching method" 応用地質. 39. 524-532 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka,T.: "The rale of forests in the hydrological cycle of a basin" Rep.of the UNESCO IHP Project on the Hydr-ology of Forestation of the Dry Lands,UNESCO. (印刷中). (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, T.and Kobayashi, Y.: "Recent progress of the study on the role of woody plant in the water flow in a soil-plant-atmosphere continuum. (in Japa-nese)." Res.Rep.of the Special Project on Global Environ-mental Change, Univ.Tsu-kuba. No.4-1. 78-96 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, Y.and Tanaka, T.: "The role of the water in a stem on the transpiration process." Proc.Int.Workshop on Glo-bal Change and Terrestrial Environment in Monsoon Asia, Univ.Tsukuba. 87-90 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakano, T.and Tanaka, T.: "Strontium isotope const-raints on the seasonal variation of the provenance of base cations in rain water at Kawakami, central Japan." Atmos.Environ.31. 4237-4245 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsujimura, M.and Tanaka, T.: "Evaluation of evapora-tion rate from forested soil surface using stable isotopic composition of soil water in a headwater basin." Hydrol.Processes. 12. 2093-2103 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhou, Q.Y., Shimada, J.and Sato, A.: "Three-dimen-sional soil resistivity inversion using patching method." Appl.Geol. 39. 524-532 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, T.: "The role of forests in the hydrological cycle of a basin." Rep.of the UNESCO IHP Project on the Hydrology of Forestation of the Dry Lands, UNESCO. (in press).(1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 飯田真一・小林義和・田中正: "樹液流速の連続測定による実蒸発散量の評価" 日本水文科学会学術大会講演予稿集. No.12. 34-37 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Zhou,Q.Y.,Shimatt,J.& Sato,A.: "Three-dimensional sail resistivity inversion using patihing method" 応用比負. 39. 524-532 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 中野孝教・横尾頼子・田瑞鈴: "酸性雨研究におけるストロンチウム・鉛安定同位体" ぶんせき. No.10. 785-790 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Tsujimura,M.& Tanaka,T.: "Evaluation of evaporation rate from forected sail surface using stable isotopic composition of sail water in a headwater basin" Hydrological Processes. 12. 2093-2103 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Shimada,J.et al.: "Identitative evaluation of ferest floor evaporation and transpiration rerealed by seil water comtent ofservation in humid temperate pine forest" Int.Assoc.Hydrd.Soi.,Publication. (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka,T.: "The role of forests in the hydrological cycle of a rasin" UNESCO IHP Report of the Project on the Hydrodogy of Fercstation of the Dry Lands. (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 小林義和・田中正: "サイクロメータによる樹木根糸のポテンシャルの測定について" 日本水文科学会学術大会講演予稿集. No.11. 58-59 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 濱田洋平・小林義和・田中正: "カラマツおよびミズナラ林土壌における根糸分布" 筑波大学農林技術センター講習林報告. No.13. 103-118 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka,T. & Ono,T.: "Contribution of sril water and its flen psth to starmflou gcne-ration in a foreated sxadnotor csthment in centrsl Japan." Int.Asso Hydrol.Sei.,Prylicstion. (印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Ehou,Q., Shimada,J. & Sato,A.: "Relatiunship between sril maisture and sril eleotrical resistivity" 筑波大学地球環境変化特別プロジェクト研究報告集. No.5. 295-304 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Nakano,T. & Tanaka,T.: "Strsntirem iutopic constraints an the seasonal variation of the provenance of base cotions in rain water at Kawehami central Japan." Atmospheric Ervironment. 31巻. 4237-4245 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Tsujimura,M. & Tanaka,T.: "Evaluition of evaporation rate from sril uicfacl using stahle iratayic conyisition of sril water in a forested hcrluoter basin" Hyodological Processes. (印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 小林義和・田中正: "樹液流速データを用いた林分蒸散量の推定について" 日本水文科学会学術大会講演予稿集. 10. 50-53 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 開発一郎・中越康友・田中正: "TEM液TDR法によるアカマツ樹木水分のキャリブレーションと野外測定" 筑波大学水理実験センター報告. 21. 19-23 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 田中正・小林義和: "土壌-植物-大気連続系の水輸送に果たす樹木の役割に関する研究動向" 筑波大学地球環境変化特別プロジェクト研究報告集. 4(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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