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長期モニタリングデータと非線形成長モデルの最適化による林木成長モデルの再構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K06135
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

高橋 正義  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (50353751)

研究分担者 加茂 憲一  札幌医科大学, 医療人育成センター, 准教授 (10404740)
冨田 哲治  県立広島大学, 経営情報学部, 教授 (60346533)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード長期モニタリングデータ / 非線形成長モデル / モデル選択 / 林木成長 / 成長モデル / 非線形モデル
研究開始時の研究の概要

林木の"成長の振る舞い"を精緻に記述でき、的確に林木の将来予測が可能な成長モデルが必要であるため、国内の主要な人工林樹種について樹種ごとに林木の成長を的確に示すことができる非線形成長モデルを明示する。
二段階クラスタリングによる成長パターンの分類手法を、実際の長期モニタリングデータに適応できるよう、統計手法及び演算アルゴリズムの改良を行うとともに、主要な人工林樹種の長期モニタリングデータに当てはめ、それぞれに最適な非線形成長モデルを明示する。
樹種ごとに最適な非線形成長モデルを用いれば、収穫予測の精度向上が期待できる。また、様々な施業シナリオを精度良く表すシミュレーションモデルの開発に繋がる。

研究成果の概要

林木の成長をより適切に示すことのできる成長モデルを得るため、スギ、ヒノキ、カラマツの長期モニタリングデータに対して、国内外で用いられる非線形成長関数を当てはめ、情報量規準などを用いてモデル選択をおこなった。分析の結果、スギ、ヒノキ、カラマツの林木成長に適した非線形の成長関数はKorfであると判断した。
施業の有無によって関数が異なる場合が見られたことから、林分成長の違いを関数の差で表現できる可能性が示唆された。単木データの場合もKorf関数が最も多く選択された。単木データでも関数選択に基づいて成長傾向の違いを示すことが可能性と考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで国内で広く用いられてきた関数は加齢によって成長の頭打ち傾向が見られる関数であるが、現実の高齢林分では、頭打ちが見られず、成長が継続するとする知見が増えてきた。今回提案するKorf関数は、高齢でも成長が継続するタイプの非線形成長関数であることから、従来の関数を置き換える形で使用すれば、高齢林分でも精度よく成長の予測が可能になる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] election method for height-diameter curves and its application to the data of sugi (Cryptomeria japonica) in Japan,2023

    • 著者名/発表者名
      K.Kamo, T.Tonda, M.Takahashi, N.Matsumura
    • 雑誌名

      FORMATH

      巻: 22

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Statistical inference for diameter-height curves using varying coefficient model,2023

    • 著者名/発表者名
      T,Tonda, K.Kamo, M.Takahashi
    • 雑誌名

      FORMATH

      巻: 22

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 北海道東部弟子屈天然林における長期林分成長モニタリング2022

    • 著者名/発表者名
      石橋聰、古家直行、鷹尾元、高橋正義、佐々木尚三
    • 雑誌名

      森林総合研究所研究報告

      巻: 21 ページ: 239-245

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gamma Regression Model with Nuisance Baseline for Tree Growth Data2021

    • 著者名/発表者名
      Tonda Tetsuji、Kamo Ken-ichi、Takahashi Masayoshi
    • 雑誌名

      FORMATH

      巻: 20 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.15684/formath.20.001

    • NAID

      130008085786

    • ISSN
      2188-5729
    • 年月日
      2021-09-07
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ridge Estimate Application to Growth Function2021

    • 著者名/発表者名
      Kamo Ken-ichi、Yanagihara Hirokazu
    • 雑誌名

      FORMATH

      巻: 20 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.15684/formath.20.002

    • NAID

      130008085782

    • ISSN
      2188-5729
    • 年月日
      2021-09-07
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Assessing the Immediate Impact of Surrounding Land Uses on the Extents of Freshwater Body over Time in Madagascar - A Demonstrative Case Study of Itasy Lake -2021

    • 著者名/発表者名
      Masashi Konoshima, Tetsuji Tonda, Ken-ichi Kamo, Bam H.N. Razafindrabe
    • 雑誌名

      FORMATH

      巻: 20 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.15684/formath.20.003

    • NAID

      130008085781

    • ISSN
      2188-5729
    • 年月日
      2021-09-07
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Statistical approach for selecting height-diameter curves2023

    • 著者名/発表者名
      K.Kamo, T.Tonda, M.Takahashi
    • 学会等名
      FORMATH HIMEJI 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating temporal trend of height-diameter curves in the even-aged plantation forest2023

    • 著者名/発表者名
      T.Tonda, K.Kamo, M.Takahashi
    • 学会等名
      FORMATH HIMEJI 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 関東中部地域の人工林モニタリングデータに基づく成長関数の選択2022

    • 著者名/発表者名
      髙橋正義・加茂憲一・冨田哲治・西園朋広・北原文章・山田祐亮・鄭峻介・齋藤英樹・志水克人・鷹尾元・細田和男・福本桂子
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 人工林固定試験地における長期的な成長推移:スギ・ヒノキ・カラマツの比較2022

    • 著者名/発表者名
      西園朋広、細田和男、福本桂子、山田祐亮、鄭峻介、北原文章、髙橋正義、志水克人、齋藤英樹、鷹尾元
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 関東中部地域の人工林モニタリングデータに基づく成長関数の選択2022

    • 著者名/発表者名
      髙橋正義・加茂憲一・冨田哲治・西園朋広・北原文章・山田祐亮・鄭 峻介・齋藤英樹・志水克人・鷹尾 元・細田和男・福本桂子
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A practical method to improve precision accuracy for forest aerial photogrammetry using UAV-2021

    • 著者名/発表者名
      TAKAHASHI Masayoshi and SAITO Hideki
    • 学会等名
      Joint International Symposium on Sustainable Forest Ecosystem Management (SFEM) by Taiwan, Japan and Korea
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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