人工林管理が水資源量に及ぼす影響の評価

• 研究課題/領域番号: 13J02764
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 自然災害科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 鶴田 健二 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,960千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 蒸発散 / 森林管理 / 水資源 / 樹液流 / 辺材面積 / 人工林管理 / 吸水深度 / 生態系モデル

研究実績の概要

本年度は，人工林管理に伴う蒸発散量変動を調べ，それが水資源量に及ぼす影響評価を行った．まず，当試験地において43年間計測された流出水量，降水量，及びそれらの差し引きから計算される蒸発散量（損失水量）の長期的な変遷を調べた．蒸発散量は降水量や流出量に比べるとほぼ一定の値をとっていた．次に試験地における過去から現在までの林分構造の推移を推定するために，林分収穫表を利用した．林齢の増加に伴いDBHは増加し，立木密度は減少する傾向にあった．加えて，昨年度までに行った樹液流計測のデータを併用し，蒸散量の長期的な変遷の予測を行った．ず蒸散量を辺材面積と樹液流速とに分離して考え，DBHから辺材面積及び蒸散量を推定するモデルを作成した．林齢とDBHおよび立木密度の関係を林分収穫表から抽出することで，林齢の増加に伴う長期的な蒸散量の推移を予測した．その結果，当試験地の蒸散量は植栽後，現在の林齢約50年生まで増加した後，低下しているものと考えられた．一方で現在までの43年間の流域水収支データを見ると，蒸発散量の大きな変動は見られず，ほぼ安定的な蒸発散量が維持されている．蒸散量の変化だけで蒸発散量の経年変化を説明することはできないが，今後，遮断蒸発量や林床面蒸発の長期変動を調べることで森林管理に伴う蒸発散量変動のメカニズムがより鮮明になるものと考えられた．本研究成果は，森林管理に伴う蒸散量の変化を実測データに基づき日本で初めて評価した点に意義がある．

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Insignificant effects of culm age on transpiration in a managed Moso bamboo forest, Kyoto, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuruta, K., Okumura, M., Kume, T., Ichihashi, R., Shinohara, Y., Kosugi, Y.
  • 雑誌名: Hydrological Research Letters 巻: 10 ページ: 1-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Canopy transpiration in two Japanese cypress forests with contrasting structures (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuruta, K., Komatsu, H., Kume, T., Shinohara, Y., Otsuki, K.
  • 雑誌名: Journal of Forest Research 巻: 20 号: 5 ページ: 464-474
  • DOI: 10.1007/s10310-015-0495-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Stand-scale transpiration of two Moso bamboo stands with different culm densities. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ichihashi R, Komatsu H, Kume T, Onozawa Y, Shinohara Y, Tsuruta K, Otsuki K.
  • 雑誌名: Ecohydrology 巻: 8 号: 3 ページ: 450-459
  • DOI: 10.1002/eco.1515
  • 査読あり
• [雑誌論文] A model relating transpiration for Japanese cedar and cypress plantations with stand structure. (2014)
  • 著者名/発表者名: Komatsu H, Shinohara Y, Kumagai T, Kume T, Tsuruta K, Xiang Y, Ichihashi R, Tateishi M, Shimizu T, Miyazawa Y, Nogata M, Laplace S, Han T, Chiu CW, Ogura A, Saito T, Otsuki K.
  • 雑誌名: Forest Ecology and Management 巻: 334 ページ: 301-312
  • DOI: 10.1016/j.foreco.2014.08.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光学的手法を用いた葉面積指数の計測-スギ人工林における補正係数の算出- (2014)
  • 著者名/発表者名: 鶴田健二・野方麻里・篠原慶規・小松光・大槻恭一
  • 雑誌名: 九州大学農学部演習林報告 巻: (印刷中)
  • NAID: 120005451523
  • 査読あり
• [雑誌論文] 御手洗水試験流域の流量・気象観測報告(II) (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山歩美・柚之原修二・長野龍平・篠原慶規・鶴田健二・笠原玉青・大槻恭一
  • 雑誌名: 九州大学農学部演習林報告 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 樹液流計測法を用いた林分蒸散量の計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 篠原慶規・鶴田健二・久米朋宣・大槻恭一
  • 雑誌名: 日本森林学会誌 巻: 95 号: 6 ページ: 321-331
  • DOI: 10.4005/jjfs.95.321
  • NAID: 130003394397
  • ISSN: 1349-8509, 1882-398X
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in canopy transpiration due to thinning of a <i>Cryptomeria japonica</i> plantation (2013)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, H., Shinohara, Y., Nogata, M., Tsuruta, K., and Otsuki, K.
  • 雑誌名: Hydrological Research Letters 巻: 7 号: 3 ページ: 60-65
  • DOI: 10.3178/hrl.7.60
  • NAID: 130003369421
  • ISSN: 1882-3416
  • 査読あり
• [学会発表] ヒノキの蒸散・吸水特性はどのように土壌水分環境の時空間変動と関係するのか？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本浩之，鶴田健二，小杉緑子，勝山正則，小杉賢一朗（京大・農），桂真也（北大・農），谷誠（京大・農）
  • 学会等名: 第127回日本森林学会大会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] 幹の水ポテンシャル連続測定によるヒノキの水利用評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鎌倉真依，小杉緑子，鶴田健二，山本浩之，谷誠（京大・農）
  • 学会等名: 第127回日本森林学会大会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] 桐生水文試験地ヒノキ林における生態系フラックスの長期トレンド (2016)
  • 著者名/発表者名: 小杉緑子（京大・農），高梨聡（森林総研），植山雅仁（大阪府大），岩田拓記（信大・理），鶴田健二，鎌倉真依，安宅未央子，坂部綾香，谷誠（京大・農）
  • 学会等名: 第127回日本森林学会大会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] エンクローズドパス式渦相関法を用いた降雨中、および降雨後の蒸発散・光合成の実態把握 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仙福雄一，小杉緑子（京大・農），岩田拓記（信大・理），鶴田健二（京大・農），坂部綾香・山本浩之（京大・農）
  • 学会等名: 第127回日本森林学会大会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] 土壌水中の無機態窒素の安定同位体分析による異なる土壌水分環境に生育するヒノキの窒素吸収源の推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大石有美（三重大・生物資源），松尾奈緒子(三重大院・生物資源)，矢野翠，角和暁，木庭啓介(農工大・農)，勝山正則(京大・学際融合)，山本浩之，鶴田健二，小杉賢一朗， 小杉緑子(京大院・農)
  • 学会等名: 第63回日本生態学会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] Interannual variations of and factors controlling evapotranspiration in a temperate Japanese cypress forest (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuruta, K., Kosugi, Y., Takanashi, S., Tani, M.
  • 学会等名: 4th International Conference on Forests and Water in a Changing Environment
  • 発表場所: Kelowna, British Columbia, Canada
  • 年月日: 2015-07-06
• [学会発表] 樹木の吸水深度推定に向けた土壌及び植物体からの水抽出・安定同位体比測定手法の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本浩之（京大・農），鶴田健二（京大・農），勝山正則（京大・GSS），奥村智憲（京大・農），小杉緑子（京大・農），松尾奈緒子（三重大．生資），青木万実（三重大．生資），渡邉哲弘（京大・農），谷誠（京大・農）
  • 学会等名: 第126回日本森林学会大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] スギ人工林における間伐後の蒸散量と遮断蒸発量の変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 篠原慶規（九大・農），小松光（京大・白眉セ），鶴田健二（京大・農），野方麻里（九大・演習林），大槻恭一（九大・演習林）
  • 学会等名: 水文・水資源学会2014年度総会・研究発表会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] Interannual variations and its control factors of evapotranspiration in a temperate Japanese cypress forest (2014)
  • 著者名/発表者名: 鶴田健二（京大・農），小杉緑子（京大・農），高梨聡（森林総研），谷誠（京大・農）
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2014-04-28
• [学会発表] 土壌の乾燥が斜面位置の異なるヒノキの蒸散及び吸水深度に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本浩之, 鶴田健二, 小杉縁子, 牧田直樹, 勝山正則, 正岡直也, 小杉賢一朗, 松尾奈緒子, 谷誠
  • 学会等名: 第125回日本森林学会大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ(大宮市)
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 辺材面積に基づく間伐率の提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上昭夫, 鶴田健二, 篠原慶規, 宮沢良行, 高木正博, 大槻恭一
  • 学会等名: 第69回九州森林学会大会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2013-10-26
• [学会発表] Biogenic Volatile Organic Compound Emissions from Japanese Oak in a Cool-Temperate Deciduous Broad-Leaved Forest (2013)
  • 著者名/発表者名: Motonori Okumura, Mai Kamakura, Hiroyuki Muraoka, Yoshiko Kosugi, Takafumi Miyama, Kenji Tsuruta, Susumu Tohno
  • 学会等名: Synthesis Workshop on the Carbon Budget a nd Forest Ecosystem in the Asian Monitoring Network
  • 発表場所: 高山市
  • 年月日: 2013-10-25
• [学会発表] ヒノキ入工林における林分構造の変化が蒸散量に及ぼす影響の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鶴田健二, 小松光, 久米朋宣, 篠原慶規, 大槻恭一
  • 学会等名: 水文・水資源学会2013年度研究発表会
  • 発表場所: 神戸大学(神戸市)
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] Quantifying effects of stand structural changes on canopy transpiration in Japanese cypress forest (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Tsuruta, Hikaru Komatsu, Tomonori Kume, Yoshinori Shin ohara, Kyoichi Otsuki
  • 学会等名: 9^<th> International Workshop on Sap flow
  • 発表場所: Ghent, Belgium
  • 年月日: 2013-06-05