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積雪寒冷地における気候変動下の農地土壌物理環境予測:津軽地域のリンゴ園を対象に

研究課題

研究課題/領域番号 19K15934
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
研究機関弘前大学

研究代表者

加藤 千尋  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (60728616)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード気候変動 / 積雪寒冷地 / 土壌水分 / 地温 / 土中CO2 動態 / 土壌呼吸 / 土中CO2動態 / リンゴ園 / 土壌水分・地温 / 土中水・熱・物質移動 / リンゴ樹園地 / リンゴ園地 / 土中水・熱移動 / 土中二酸化炭素 / 土中CO2濃度 / 数値計算
研究開始時の研究の概要

気候変動に伴う冬季の気温上昇や降水パターンの変化は,積雪寒冷地においては根雪の期間や融雪の時期を変化させ,冬季~春季の土壌水分・温度状態,土中の生化学反応や物質動態を変化させると考えられる.土壌水分や地温などの土中の環境は,作物生産や土壌微生物の働き,土中で生じる諸反応に影響を及ぼす.本研究では津軽地域のリンゴ園を対象に,将来予測されている気温や降水量の変化に基づいて数値計算(シミュレーション)を行い,「気候変動下において,積雪寒冷地では積雪や融雪の時期,量が変化することによって,農地土中の水分、温度状態や土中のCO2濃度分布がどのように変化し得るか」を検討する.

研究成果の概要

積雪寒冷地のリンゴ園地を対象に,気候変動が土壌水分,地温,土壌呼吸(土壌微生物による有機物分解と根の呼吸)に起因する土中CO2動態におよぼす影響を明らかにすることを目的とした.将来の気温上昇や降水量の増加に伴い,特に初夏(5~6月)および初秋(9~10月)の土中CO2濃度の増加が示唆された.また,一般に低温の冬季は土中CO2濃度が低く春季に徐々に増加するが,将来は消雪の早期化が予測され,現在と比較して1か月程度早く土中CO2濃度の上昇が始まる可能性が示された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,地球温暖化緩和策として,農地への有機物施用とともに適切な圃場管理による土壌炭素の維持の重要性も増している.一般に低温の寒冷地は土中の有機物分解速度が低いが,昇温や降水パターンの変化を伴う気候変動は,土壌水分,地温を変化させ,土中有機物分解速度にも影響を及ぼすと考えられる.他方,気候変動下の土壌呼吸に関する研究は,これまで主に森林や草地,水田,畑地などを対象に行われ,果樹園についての検討例は少ない.以上を踏まえ,本研究では積雪寒冷地である津軽地域のリンゴ園地を対象に,気候変動が土壌水分,地温,土中の有機物分解を含む土中CO2動態予測を行った.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 気温および大気中二酸化炭素濃度の上昇が 津軽地域リンゴ園における土中CO2 動態におよぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      加藤千尋・遠藤明・伊藤大雄・石田祐宣
    • 雑誌名

      土壌の物理性

      巻: 149 ページ: 37-46

    • NAID

      130008143234

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Soil respiration in an apple orchard in Tsugaru region under high air temperature and high atmospheric CO2 conditions2024

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kato, Akira Endo, Daiyu Ito
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Predicting the effects of climate change on soil moisture condition of arable land in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kato
    • 学会等名
      The XX CIGR World Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of elevated air temperature and CO2 concentration on soil CO2 dynamics in an apple orchard2021

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kato, Akira Endo, Daiyu Ito, Sachinobu Ishida
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高温・高CO2濃度条件がリンゴ園地の土中CO2濃度に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      加藤千尋・遠藤明・佐々木長市・伊藤大雄
    • 学会等名
      令和2年度農業農村工学会講演会東北支部青森大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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