地形スケールの植生分布パターンと生態学的機序を導入した高分解能植生変動モデル構築

• 研究課題/領域番号: 21710026
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 石井 励一郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 研究員 (40390710)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 植生変動モデル / 地形スケール / 生態学的プロセス / 衛星画像解析 / 土壌水分-植物間相互作用 / レジームシフト / 国際情報交換 / モンゴル

研究概要

中央アジア乾燥域に位置するモンゴル森林-ステップ移行帯で、気象土壌観測データを用いて地形-土壌水分-植物バイオマスの間に存在する相互作用のダイナミックスを解析した。その結果、斜面方位で異なる小さな地表面蒸発量の差が、植物成長と土壌発達を介した降水土壌浸透と被陰・防風による地表面から蒸発散速度抑制という正のフィードバックにより増幅され、土壌水分環境と植生の不連続分布をもたらすことがわかった。さらに植食動物の選択的植食影響を組み込んだ数値モデルから、気候乾燥化と植食が複合的に植生の不連続劣化を促進し、強度の気候の乾燥化が続くと、数十年で南側斜面から森林は一気に草原化がすすみ、たとえ気候条件が回復しても植生は元に戻らない可能性があることも示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] A possible picture of future Mongolian for-est-steppe vegetation under climate change and increasing livestock : Results from a new vegetation transition model at the topographical scale (2012)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii & Noboru Fujita
  • 雑誌名: Chapter in Environ-mental Issues in Mongolia Ecosystem Net-work under Climate and Social Changes
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water dynamicswithin a soil-vegetation-atmosphere system in a steppe region covered by shrubs and herbaceous plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoh, T., M. Sugita, T. Yamanaka, M. Tsujimura & R. IshiiSatoh, T., M. Sugita, T. Yamanaka, M. Tsujimura & R. Ishii
  • 雑誌名: Chapter in Environ-mental Issues in Mongolia Ecosystem Net-work under Climate and Social Changes
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mathematical model of population shift between urban and rural areas (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yamamura, Y. Kobayashi, R. Ishii & Y. Saito
  • 雑誌名: Chapter in Environmental Issues in Mongolia Ecosystem Network under Cli-mate and Social Changes
  • 査読あり
• [雑誌論文] A possible picture of future Mongolian forest-steppe vegetation under climate change and increasing livestock : Results from a new vegetation transition model at the topographical scale (2012)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii., Noboru Fujita
  • 雑誌名: Chapter in Environmental Issues in Mongolia Ecosystem Network under Climate and Social Changes 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water dynamics within a soil-vegetation-atmosphere system in a steppe region covered by shrubs and herbaceous plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoh, T., M.Sugita, T.Yamanaka, M.Tsujimura, R.Ishii
  • 雑誌名: Chapter in Environmental Issues in Mongolia Ecosystem Network under Climate and Social Changes 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mathematical model of population shift between urban and rural areas (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Yamamura, Y.Kobayashi, R.Ishii, Y.Saito
  • 雑誌名: Chapter in Environmental Issues in Mongolia Ecosystem Network under Climate and Social Changes 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation in nitrogen isotopic composition in the Selenga river waters hed (2012)
  • 著者名/発表者名: Hyodo, F., Nishikawa, J., Kohzu, A., Fujita, N., Saizen, I., Tsogtbaatar, Javzan, C., Enkhtuya, M., Gantomor, D., Amartuvshin, N., Ishii, R., Wada
  • 雑誌名: Limnology 巻: (In press) ページ: 1439-8621
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation in nitrogen isotopic composition in the Selenga river watershed (2011)
  • 著者名/発表者名: Hyodo, F., Nishikawa, J., Kohzu, A., Fujita, N., Saizen, I., Tsogtbaatar, Javzan, C., Enkhtuya, M., Gantomor, D., Amartuvshin, N., Ishii, R. & Wada, E.
  • 雑誌名: Limnology 巻: 13 号: 1 ページ: 155-161
  • DOI: 10.1007/s10201-011-0351-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Herbivore-induced coexistence of competing plant species (2011)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii & Michael J. Crawley
  • 雑誌名: ournal of Theoretical Biology 巻: 268 号: 1 ページ: 50-61
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2010.07.042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Herbivore-induced coexistence of competing plant species (2011)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii, Michael J.Crawley
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 巻: 268 ページ: 50-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] The potential of the normalized difference soil index for soil moisture estimation in Mon-golia Asian Journal of Geoinformatics (2010)
  • 著者名/発表者名: Supannika Potithep, Reiichiro Ishii and Rikie Suzuki
  • 雑誌名: International Journal of Remote Sensing 巻: 10 号: 4 ページ: 39-43
  • DOI: 10.1080/01431160903527421
  • ISSN: 0143-1161, 1366-5901
  • 査読あり
• [雑誌論文] The potential of the normalized difference soil index for soil moisture estimation in Mongolia (2010)
  • 著者名/発表者名: Supannika Potithep, Reiichiro Ishii, Rikie Suzuki
  • 雑誌名: Asian Journal of Geoinformatics 巻: 10 ページ: 39-43
  • 査読あり
• [学会発表] To predict vegetation transition at the topographical scale under global changes (2012)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii & Noboru Fujita
  • 発表場所: Excel Convention Centre(London)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] To predict vegetation transition at the topographical scale under global changes (2012)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii, Noboru Fujita
  • 学会等名: Session "Staying away from the edge : avoiding biophysical, ecological & social tipping points", Planet under Pressure
  • 発表場所: Excel Convention Centre (London)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] A Vegetation Transition Model with Positive Feedback Process between Plant-Soil Water Condition at the Topographical Scale : A Case Study in Forest-Steppe Zone in Mongolia (2012)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii & Noboru Fujita
  • 学会等名: The International Conference "Plant Growth, Nutrition & Environment In-teractions"
  • 発表場所: University of Veterinary Medicine(Vienna)
  • 年月日: 2012-02-19
• [学会発表] A Vegetation Transition Model with Positive Feedback Process between Plant-Soil Water Condition at the Topographical Scale : A Case Study in Forest-Steppe Zone in Mongolia (2012)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii, Noboru Fujita
  • 学会等名: The International Conference "Plant Growth, Nutrition & Environment Interactions"
  • 発表場所: University of Veterinary Medicine (Vienna)
  • 年月日: 2012-02-19
• [学会発表] A new mechanistic model scheme for vegetation transition at the topo-graphical scale : Spatio-temporal tran-sition in Mongolian forest-steppe veg-etation under climate change and in-creasing livestock (2011)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii & Noboru Fujita
  • 学会等名: iLEAPS OSC 2011-Science Conference
  • 発表場所: Garmisch-Partenkirchen Congress Centre(Garmisch-Partenkirchen)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] A new mechanistic model scheme for vegetation transition at the topographical scale : Spatio-temporal transition in Mongolian forest-steppe vegetation under climate change and increasing livestock (2011)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii, Noboru Fujita
  • 学会等名: iLEAPS OSC 2011-Science Conference
  • 発表場所: Garmisch-Partenkirchen Congress Centre (Garmisch-Partenkirchen)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 生態系・生物多様性観測の現状と将来:現地調査とリモートセンシング、モデリングをつないで生態学の空間スケールを広げる"生態研セミナー(# 229) (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井励一郎
  • 学会等名: 生態研セミナー
  • 発表場所: 京都大学生態学研究センター(京都)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 生態系・生物多様性観測の現状と将来:現地調査とリモートセンシング、モデリングをつないで生態学の空間スケールを広げる (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井励一郎
  • 学会等名: 生態研セミナー(#229)
  • 発表場所: 京都大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Reiichiro Ishii"Global Change and Biodiversity" (2011)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii
  • 学会等名: 第5回日仏先端科学シンポジウム
  • 発表場所: 晴海グランドホテル(東京)
  • 年月日: 2011-01-22
• [学会発表] Global Change and Biodiversity (2011)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii
  • 学会等名: 第5回日仏先端科学シンポジウム(Japanese-French Frontier of Science : JFFOS)
  • 発表場所: 晴海グランドホテル(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-01-22
• [学会発表] 生物多様性を空間構造の中で捉え、その変動を予測するには (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井励一郎
  • 学会等名: 第7回京都大学地球環境フォーラム
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館(京都)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] 生物多様性を空間構造の中で捉え、その変動を予測するには (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井励一郎
  • 学会等名: 第7回京都大学地球環境フォーラム」空から地球の歴史と環境をみる～リモートセンシングと地理情報システム～
  • 発表場所: 大学百周年時計台記念館(京都府)(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] 生物多様性のリモートセンシング (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井励一郎
  • 学会等名: JAXA ALOS-2/3ワークショップ
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションセンター(東京)
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] Remote sensing for biodiversi-ty/ecosystem observation : Recent ac-tivities and future perspectives of RS working group (2010)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii
  • 学会等名: The 4th GEOSS Asia-Pacific Symposium, To-wards a Global Earth Observation System of Systems that supports the societal benefit areas of climate andbiodiversity
  • 発表場所: Sanur Paradise Plaza(Denpasar)
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] Toward the prediction of vegetation transition at the topographical scale : Example study in the forest-steppe ecotone in Mongolia (2009)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii
  • 学会等名: Vulnerability and Resilience of Land Systems in Asia
  • 発表場所: CAS(Beijing)
  • 年月日: 2009-06-17
• [学会発表] Toward the prediction of vegetation transition at the topographical scale : Example study in the forest-steppe ecotone in Mongolia. (2009)
  • 著者名/発表者名: Reiichiro Ishii
  • 学会等名: Vulnerability and Resilience of Land Systems in Asia. Global Land Project
  • 発表場所: CAS, Beijing China
  • 年月日: 2009-06-17