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陸域生態系における熱・水・温室効果ガスの輸送構造の解明とモデル化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11480130
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境動態解析
研究機関名古屋大学

研究代表者

檜山 哲哉 (2001)  名古屋大学, 地球水環境研究センター, 助教授 (30283451)

福嶌 義宏 (1999-2000)  名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 教授 (00026402)

研究分担者 中村 俊夫  名古屋大学, 年代測定総合研究センター, 教授 (10135387)
吉田 尚弘  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (60174942)
福嶌 義宏  名古屋大学, 総合地球環境学研究所, 教授 (00026402)
橋本 哲  島根大学, 生物資源科学部, 助教授 (50314620)
太田 岳史  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (20152142)
檜山 哲哉  名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 助手 (30283451)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2001年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード個葉レベル / 群落レベル / CO_2・水・熱輸送 / 樹冠構造 / 日射伝達モデル / 気孔コンダクタンスモデル / 葉齢 / SPAD値 / 陸域生態系 / 森林構造 / 気孔コンダクタンス / ガス交換効率 / 土壤呼吸CO_2 / 土壌基相 / 炭素同位体比 / 森林生態系 / 熱・水・二酸化炭素輸送過程 / フラックス / 冬期 / 光合成蒸散測定装置 / 鉛直一次元モデル
研究概要

個葉から群落レベルにCO_2・水・熱輸送量をスケールアップするために、CO_2・水・熱の鉛直一次元輸送モデルに、森林の樹冠構造(枝葉の集中度)と陽葉・陰葉の鉛直分布を取り入れたモデルを開発し、名古屋市の都市二次林やその他の気候帯における森林生態系に適用した。樹冠構造の取り込みは、植生層内における陽葉・陰葉の鉛直分布および土壌面への日射の入りやすさとして表現した。陽葉・陰葉の空間分布および植生層内における日射の多重散乱過程を、個葉の反射・透過特性を考慮した日射伝達モデルを構築することにより評価した。また、気孔コンダクタンスモデルを組み入れて光合成・蒸散活動を表現することにより、CO_2・水・熱の鉛直輸送量を見積もった。植生層内の各層における個葉レベルの熱交換特性および気孔コンダクタンス特性から、簡単な方法で群落レベルの熱交換・気孔コンダクタンス特性を近似的に表現し、群落全体の計算を行った。その結果、枝葉の集中度(樹冠構造)の変化は、個葉・群落レベルでのCO_2・水・熱交換量に大きな影響を与えることがわかった。
数値モデルによってCO_2・水・熱輸送量を個葉から群落レベルにスケールアップする際に必要な気孔コンダクタンスの計測は、都市二次林内6樹種について行った。Jarvis型モデルによる気孔コンダクタンスの推定の結果、落葉広葉樹が開葉する春季には、展葉直後の気孔コンダクタンスを精度良く推定することができなかった。これは、葉齢を表現するパラメータをモデルに取り入れる必要性を示唆した。気孔コンダクタンスの計測と同時にクロロフィル含量やSPAD値、葉内窒素含量の季節変化を調べた結果、葉齢を表現するパラメータとしてSPAD値やクロロフィル含量が適当と考えられた。観測が比較的簡単なSPAD値を光の捕捉率としてモデルに組み込んだ結果、全ての樹種で、気孔コンダクタンスの再現結果が向上した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] 田中広樹, 太田岳史, 檜山哲哉, Maximov, T.C.: "北方落葉樹林における光合成・蒸散特性の季節変化 -樹冠単層モデルを用いた解析-"日本林学会誌. 82. 259-267 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 檜山哲哉, 三枝信子, 渡辺力: "AsiaFlux 国際会議(International Workshop for Advanced Flux Network and Flux Evaluation)報告"天気. 48. 89-93 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, H.A., Hiyama, T., Konohira, E., Takahashi, A., Yoshida, N., Nakamura, T.: "Balance and behavior of carbon dioxide at an urban forest inferred from the isotopic and meteorological approaches"Radiocarbon. 43(in press). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, H.A., Konohira, E., Hiyama, T., Minami, M., Nakamura, T., Yoshida, N.: "Diurnal variation of CO_2 concentration, D^<14>C and D^<13> in an urban forest : estimate of the anthropogenic and biogenic CO_2 contributions"Tellus. 54B(in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小栗秀之, 檜山哲哉: "都市二次林におけるCO_2・熱フラックスの季節変化"水文・水資源学会誌. 15(印刷中). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, H., Ohta, T., Hiyama, T. and Maximov, T. C.: "Seasonal variation of photosynthesis and transpiration properties of a boreal deciduous forest : analysis using a single layer canopy model"Journal of Japanese Forest Research. 82. 259-267 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiyama, T., Saigusa, N. and Watanabe, T.: "A Report on International Workshop for Advanced Flux Network and Flux Evaluation"Tenki. 48. 89-93 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, H. A., Hiyama, T., Konohira, E., Takahashi, A., Yoshida, N. and Nakamura, T.: "Balance and behavior of carbon dioxide at an urban forest inferred from the isotopic and meteorological approaches"Radiocarbon. 43,(in press). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, H. A., Konohira, E., Hiyama, T., Minami, M., Nakamura, T. and Yoshida, N.: "Diurnal variation of C0_2 concentration, D^<14>C and D^<13>C in an urban forest : estimate of the anthropogenic and biogenic CO_2 contributions"Tellus. 54B,(in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oguri, H. and Hiyama, T: "Seasonal variations of CO_2 and heat fluxes in a secondary temperate forest"Journal of Japan Society of Hydrology & Water Resource. 15(in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohta, T., Hiyama, T., Tanaka, H., Kuwada, T., Maximov, T. C., Ohata, T., Fukushima, Y.: "Seasonal variation in the energy and water exchanges above and below a larch forest in eastern Siberia"Hydrological Processes. 15. 1459-1476 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yamulki, S., Toyoda, S., Yoshida, N., Veldkamp, E., Grant, B., Bol, R.: "Diurnal fluxes and the isotopomer ratios of N_2O in a temperate grassland following urine amendment"Rapid Communications in Mass Spectrometry. 15. 1263-1269 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa, F., Yoshida, N., Nojiri, Y., Makarov, V. N.: "Production of methane from alasses in eastern Siberia ; Implications from its ^<14>C and stable isotopic compositions"Global Biogeochemical Cycles. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Toyoda, S., Yoshida, N., Miwa, T., Matsui, Y., Yamagishi, H., Tsunogai, U., Nojiri, Y., Tsurushima, N.: "Production mechanism and global budget of N_2O inferred from its isotopomers in the western North Pacific"Geophysical Research Letters. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 小栗秀之, 檜山哲哉: "都市二次林におけるCO_2・熱フラックスの季節変化"水文・水資源学会誌. 15(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura,T.: "The HVEE Tandetron AMS system at Nagoya University"Nucl.Instr.and Meth.. 172. 52-57 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 田中広樹: "北方落葉樹林における光合成・蒸散特性の季節変化-樹冠単層モデルを用いた解析-"日本林学会誌. 82. 259-267 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi,H.: "Balance and behavior of carbon dioxide at an urban forest inferred from the isotopic and mteorological approaches"Radiocarbon. (In press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 0hta,T.: "Seasonal variation in the energy and water exchanges above and below a larch forest in eastern Siberia"Hydrological Processes. (In press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ma,X., Y. Fukushima, T.Hashimoto, T.Hiyama and T.Nakashima: "Application of a simple SVAT model in a mountain catchment under temperate humid climate."J. Japan. Soc. Hydrol. & Water Resour. 12巻4号. 285-294 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Toyoda,S. and N.Yoshida: "Determination of nitrogen isotopomers of nitrous oxide on a modified isotope ratio mass spectrometer."Annals of Chemistry. 71巻. 4711-4718 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 中村 俊夫,福澤 仁之: "高精度年代決定法とその応用 ―第四紀を中心として―"月刊地球. 26巻. 6-12 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田 尚弘: "海水温の変動を推定する酸素同位体比法(平尾 良光・山岸 良二編「古墳・貝塚・鉄器を探る」)"国土社. 26-29 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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