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山地小流域の水循環にともなう大気-森林-渓流系の炭素循環の総合把握に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12460068
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 林学
研究機関京都大学

研究代表者

谷 誠  京都大学, 農学研究科, 教授 (00314245)

研究分担者 小杉 賢一朗  京都大学, 農学研究科, 助手 (30263130)
小杉 緑子  京都大学, 農学研究科, 助手 (90293919)
大手 信人  京都大学, 農学研究科, 助教授 (10233199)
鱧谷 憲  大阪府立大学, 農学部, 講師 (30264815)
文字 信貴  大阪府立大学, 農学部, 教授 (20111982)
杉本 敦子  京都大学, 生態学研究センター, 助教授 (50235892)
武田 博清  京都大学, 農学研究科, 教授 (60109048)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
15,500千円 (直接経費: 15,500千円)
2002年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2001年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2000年度: 9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
キーワード水循環 / 炭素循環 / 境界層気象学 / 水文学 / 生物地球化学 / 乾性降下物 / 溶存有機態素 / 気候温暖化 / 森林水文学 / 二酸化炭素フラックス / 溶存有機態炭素 / 多層モデル / 遮断蒸発 / 岩盤地下水 / 簡易渦集積法 / ヒノキ林 / 樹液流動 / ゲル濾過法 / 溶存炭素 / 森林水文
研究概要

気候温暖化が最重要の地球環境問題として認識されており、森林-大気間の二酸化炭素輸送交換量の観測が世界的に展開されている。しかし、大気-森林間二酸化炭素輸送の測定把握が重視されているのに比べ、流域での炭素動態の視点に基づく研究は数が少ない。森林生態系における炭素運動は、光合成・呼吸による生理化学的過程、地中における生物地球化学的過程に基づいており、さらに、雨水の輸送による水文学的過程の影響を受けるから、大気-森林間の輸送と地中の輸送全体を把握し、森林流域での炭素循環全体を推定することが、環境変動に対する生態系の応答を評価して炭素の吸収放出を予測するために不可欠である。本研究は、このような観点から、タワーによる大気-森林間のフラックス観測設備、地中の水流出機構の測定設備が整い、これまでの観測実績のある森林小流域において、熱や物質の詳細な輸送動態を探りつつ生態系全体の炭素循環を把握しようとしたものである。
本研究で得られた成果をまとめると、1)大気-森林間の熱・水蒸気・CO_2フラックスを精度よく測定するために、地形の影響を評価した。2)林内における熱、水蒸気、CO_2の輸送・貯留を再現できる多層モデルを開発し、観測によって検証した。3)森林群落内貯熱のひとつである樹幹貯熱量を推定した。4)溶存有機態炭素、あるいはナトリウムと硫酸イオンをトレーサーに用いて流出経路を推定した。5)土壌の雨水浸透過程や斜面方向への流下過程における溶存有機態炭素の動態を明らかにした。6)水循環にともなう窒素やイオウなどの各種物質の動態について検討し、北米などと比較した日本の森林における特徴を明らかにした。以上のように、大気-森林-渓流系を通じた炭素の循環、およびそれに関連する各種物質の循環に関して、観測に基づいた知見を得るとともに、これを評価するためのモデル化とその検証がなされた。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (52件)

  • [文献書誌] Kosugi, Y., Shibata, S., Kobashi, S: "Parameterization of the CO_2 and H_2O gas exchange of several temperate deciduous broad-leaved trees at the leaf scale considering seasonal changes"Plant, Cell and Environment. 26. 285-301 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 和田卓巳, 谷誠, 小杉緑子, 高梨聡: "ヒノキ林における樹体貯熱量の推定"森林研究. 74. 69-76 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松尾奈緒子, 小杉緑子, 大手信人, 木庭啓介: "炭素安定同位体比を用いた暖温帯性常緑広葉樹の水利用効率に関する解析"水文・水資源学会誌. 15. 229-242 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松尾奈緒子, 小杉緑子: "暖温帯性広葉樹における個葉のガス交換制御の季節変化について"日本緑化工学会誌. 28. 14-19 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 勝山正則, 大手信人, 内田太郎, 浅野友子, 木本秋津: "降雨流出過程の相違が渓流水質形成機構に与える影響"水文・水資源学会誌. 13. 227-239 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsuyama, M., Ohte, N., Kobashi, S: "A three-component end-member analysis of streamwater hydrochemistry in a small Japanese forested headwater catchment"Hydrological Processes. 15. 249-260 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsuyama, M., Ohte, N: "Determining the sources of stormflow from the fluorescence properties of dissolved organic carbon in forested headwater catchment"Journal of Hydrology. 268. 192-202 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川崎雅俊, 大手信人, 浅野友子, 内田太郎: "森林小流域の降水浸透過程における溶存有機態炭素の動態"日本生態学会誌. 52. 119-123 (2002)

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  • [文献書誌] 川崎雅俊, 大手信人, 南部桂, 保原達, 岡崎亮太, 勝山正則, 金秀珍: "森林流域の水文過程における溶存有機態炭素の動態"陸水学雑誌. 63. 31-45 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 尾保手朋子, 大手信人, 田中広樹, 勝山正則, 谷誠: "ヒノキ林におけるガス態による乾性沈着量の定量化-ビッグリーフモデルと林内雨法を用いたSO_2-S流入量の推定-"日本林学会誌. 84. 91-99 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asano, Y., Uchida, T., Ohte, N: "Residence times and flow paths of water in steep unchannelled catchments, Tanakami, Japan"Journal of Hydrology. 261. 173-192 (2002)

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  • [文献書誌] Ohte, N., Tokuchi, N., Shibata H., Tsujimura, M., Tanaka, T., Mitchell, M.J: "Hydrobiogeochemistry of Forest ecosystems in Japan : Major Themes and Research Issues. Hydrological Processes"Hydrological Processes. 15. 1771-1789 (2001)

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  • [文献書誌] Ohte, N., Mitchell, M.J., Shibata, H., Tokuchi, N., Toda, H., Iwatsubo, G: "Comparative evaluation on nitrogen saturation of forest catchments in Japan and northeastern United States"Water, Air, and Soil Pollution. 130. 649-654 (2001)

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  • [文献書誌] Hobara, S., Tokuchi, N., Ohye, N., Koba, K., Katsuyama, M., Kim, S.J., Nakansihi, A: "Mechanism of nitrate loss from a forested catchment following a small-scale, natural disturbance"Canadian Journal of Forest Research. 31. 1326-1335 (2001)

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  • [文献書誌] 大手信人, 徳地直子: "森林生態系の物質循環を理解するための流域研究に向けて-流出窒素の動態が示唆すること-"日本生態学会誌. 52. 131-137 (2002)

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  • [文献書誌] 大手信人, 柴田英昭, 徳地直子, マイロン J ミッチェル, 戸田浩人: "森林流域からのNO_3流出-流出の季節性から読み取れる情報-"水利科学. 268. 40-53 (2002)

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  • [文献書誌] Kosugi, Y., Shibata, S. and Kobashi, S.: "Parameterizahon of the CO_2 and H_2O gas exchange of several temperate deciduous broad -leaved trees at the leaf scale considering seasonal changes"Plant, Cell and Environment. 26. 285-301 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsuyama, M., Ohte, N. and Kobashi, S.: "A three-component end-member analysis of streamwater hydrochemistry in a small Japanese forested headwater catchment"Hydrological Processes. 15. 249-260 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsuyama, M., Ohte, N.: "Determining the sources of stormflow from the fluorescence properties of dissolved organic carbon in forested headwater catchment"Journal of Hydrology. 268. 192-202 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asano, Y., Uchida, T. and Ohte, N.: "Evaluation of water residence times in small headwater catchments"Freiburger Schriften zur Hydrologie. 13. 75-81 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asano, Y., Uchida, T. and Ohte, N.: "Residence times and flow paths of water in steep unchannelled catchments, Tanakami, Japan"Journal of Hydrology. 261. 173-192 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohte, N., Tokuchi, N., Shibata H., Tsujimura, M., Tanaka, T., and Mitchell, M. J.: "Hydrobiogeochemistry of Forest ecosystems in Japan: Major Themes and Research Issues"Hydrological Processes. 15. 1771-1789 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohte, N., Mitchell, M. J., Shibata, H., Tokuchi, N., Toda, H., and Iwatsubo, G.: "Comparative evaluation on nitrogen saturation of forest catchments in Japan and northeastern United States"Water, Air, and Soil Pollution. 130. 649-654 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hobara, S., Tokuchi, N., Ohye, N., Koba, K., Katsuyama M., Kim, S. J. and Nakansihi, A.: "Mechanism of nitrate loss from a forested catchment following a small-scale natural disturbance"Canadian Journal of Forest Research. 31. 1326-1335 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohte, N., Tokuci, N., Katsuyama, M., Hobara, S. and Asano, Y.: "Episodic increases in nitrate concentrations in streamwater due to the partial dieback of a pine forest in Japan: runoff generation processes control seasonality"Hydrological Processes. 17. 237-249 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asano, Y., Uchida, T. and Ohte, N.: "Sources of weathering-derived solutes in two granitic catchments with contrasting forest growth"Hydrological Processes. in printing. (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kosugi, Y., Shibata, S., Kobashi, S.: "Parameterization of the CO_2 and H_2O gas exchange of several temperate deciduous broad-leaved trees at the leaf scale considering seasonal changes"Plant, Cell and Environment. 26. 285-301 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 和田卓巳, 谷誠, 小杉緑子, 高梨聡: "ヒノキ林における樹体貯熱量の推定"森林研究. 74. 69-76 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松尾奈緒子, 小杉緑子, 大手信人, 木庭啓介: "炭素安定同位体比を用いた暖温帯性常緑広葉樹の水利用効率に関する解析"水文・水資源学会誌. 15. 229-242 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松尾奈緒子, 小杉緑子: "暖温帯性広葉樹における個葉のガス交換制御の季節変化について"日本緑化工学会誌. 28. 14-19 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 勝山正則, 大手信人, 内田太郎, 浅野友子, 木本秋津: "降雨流出過程の相違が渓流水質形成機構に与える影響"水文・水資源学会誌. 13. 227-239 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuyama, M., Ohte, N., Kobashi, S.: "A three-component end-member analysis of streamwater hydrochemistry in a small Japanese forested headwater catchment"Hydrological Processes. 15. 249-260 (2001)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuyama, M., Ohte, N.: "Determining the sources of stormflow from the fluorescence properties of dissolved organic carbon in forested headwater catchment"Journal of Hydrology. 268. 192-202 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川崎雅俊, 大手信人, 浅野友子, 内田太郎: "森林小流域の降水浸透過程における溶存有機態炭素の動態"日本生態学会誌. 52. 119-123 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川崎雅俊, 大手信人, 南部桂, 保原達, 岡崎亮太, 勝山正則, 金秀珍: "森林流域の水文過程における溶存有機態炭素の動態"陸水学雑誌. 63. 31-45 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 尾保手朋子, 大手信人, 田中広樹, 勝山正則, 谷誠: "ヒノキ林におけるガス態による乾性沈着量の定量化-ビッグリーフモデルと林内雨法を用いたSO_2-S流入量の推定-"日本林学会誌. 84. 91-99 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Asano, Y., Uchida, T, Ohte, N.: "Residence times and flow paths of water in steep unchannelled catchments, Tanakami, Japan"Journal of Hydrology. 261. 173-192 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ohte, N., Tokuchi, N., Shibata H., Tsujimura, M., Tanaka, T., Mitchell, M.J.: "Hydrobiogeochemistry of Forest ecosystems in Japan : Major Themes and Research Issues. Hydrological Processes"Hydrological Processes. 15. 1771-1789 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ohte, N., Mitchell, M.J., Shibata, H., Tokuchi, N., Toda, H., Iwatsubo, G.: "Comparative evaluation on nitrogen saturation of forest catchments in Japan and northeastern United States"Water, Air, and Soil Pollution. 130. 649-654 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hobara, S.Tokuchi, N.Ohye, N.Koba, K., Katsuyama, M.Kim, S.J., Nakansihi, A.: "Mechanism of nitrate loss from a forested catchment following a small-scale, natural disturbance"Canadian Journal of Forest Research. 31. 1326-1335 (2001)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大手信人, 徳地直子: "森林生態系の物質循環を理解するための流域研究に向けて-流出窒素の動態が示唆すること-"日本生態学会誌. 52. 131-137 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大手信入, 柴田英昭, 徳地直子, マイロンJミッチェル, 戸田浩人: "森林流域からのNO_3流出-流出の季節性から読み取れる情報-"水利科学. 268. 40-53 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuyama et al.: "A three-component end-member analysis of streamwater hydrochemistry in a Japanese forested headwater catchments"Hydrological Processes. 15. 249-260 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Asano et al.: "Evaluation of water residence times in small headwater catchments"Freibuger Schriften zur Hydrologie. 13. 75-81 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Asano et al.: "Residence time and flow paths of water in steep unchanneled catchments, Tanakami, Japan"Journal of Hydrology. 261. 173-192 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 勝山正則: "降雨流出過程の相違が渓流水質形成機構に与える影響"水文・水資源学会誌. 13. 227-239 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 浅野友子: "H^+収支を用いた森林植生が酸中和機構に与える影響の評価"日本林学会誌. 82. 20-27 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuyama,M.: "A three-component end-member analysis of streamwater hydrochemistry in a small Japanese forested headwater catchment."Hydrological Processes. 15. 249-260 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ohte,N.: "Hydrobiogeochemistry of forest ecosystems in Japan : Major themes and research issues"Hydrological Processes. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ohte,N.: "Episodic rising in nitrate concentration of streamwater due to partial dieback of pine forest in Japan : Runoff generation processes as a controlling factor of the seasonality"Freiburger Schriften zur Hydrologie. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ohte,N.: "Comparative evaluation on nitrogen saturation of forest catchments in Japan and northeastern United States"Water, Air, and Soil Pollution. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 谷誠: "熱帯雨林は地球の肺か"科学. 71-1. 23-27 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 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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