アブラヤシ農園拡大の環境リスク評価

• 研究課題/領域番号: 21H02229
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分40010:森林科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 熊谷 朝臣 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (50304770)
• 研究分担者: 永井 信 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (70452167) ; 市榮 智明 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 教授 (80403872) ; 宮沢 良行 九州大学, キャンパス計画室, 学術推進専門員 (80467943)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2021年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 土地利用変化 / 水循環 / 炭素循環 / 東南アジア / プランテーション

研究開始時の研究の概要

アブラヤシ農園経営と森林保護の均衡を保つ方策を見出すことを目的とする。経営－保護均衡戦略の策定には、アブラヤシ農園拡大が引き起こす環境悪化因子をあぶり出すことで森林保護活動のベネフィット面を客観的・科学的に評価することが大前提となる。そこで本研究の到達目標は、様々な環境条件下にあるアブラヤシ農園と天然林の物質循環過程の（１）観測データを確保し、これらの比較により（２）アブラヤシ農園と森林の差異を明らかにすることである。さらに、（３）環境へのインパクトを最小にするようなアブラヤシ農園経営・生産法の検討まで行う。

研究実績の概要

ボルネオ島では多くの天然林がオイルパーム農園へと転換され、この大規模土地利用変化は現在も継続中である。この大規模・急速な土地利用変化は、大気－植生間の物質交換特性の変化を通じて、局地～広域環境を大きく改変すると考えられる。そのため、天然林とオイルパームそれぞれの、特に樹冠CO2・H2O交換速度（フラックス）の環境応答特性を理解した上で、土地利用変化による大気陸面過程の変化を議論する必要がある。ボルネオ熱帯雨林域の気象条件は、通年でほぼ一定、つまり季節性に乏しい各気象因子、高放射エネルギー、高温多湿、多雨に特徴づけられる。一方、2～7年周期で発生するエルニーニョ・南方振動（ENSO）がこれら各気象因子の年々変動を引き起こす。よって、ボルネオ熱帯雨林域植生の環境応答特性を解明するためには、ENSOの各フェーズ（エルニーニョ・ラニーニャ）と平常時を含む長期間の連続的なCO2・H2Oフラックス観測を行い、フラックス、気象因子それぞれの時系列データの比較・解析を行わなければならない。これまで、ボルネオ熱帯雨林域だけでなく世界の熱帯雨林域において、そのようなENSOの各フェーズを複数含むような長期フラックス観測が行われた事例は皆無であり、ましてや、土地利用変化との複合的影響の研究は存在しない。本研究では、ボルネオ熱帯雨林域に成立する天然林とオイルパームのフラックス環境応答特性を導き、両者の相違・共通点を明らかにすることを目的とした。ボルネオ島北部の天然林を擁する国立公園とオイルパーム農園において、渦相関法フラックス・気象観測、樹液流計測、土壌環境計測を長期間に渡り実施し、そして、機構論的モデルと機械学習モデルを時系列データ解析に援用して、フラックス環境応答特性を導いた。さらに、天然林からオイルパーム農園への土地利用転換により引き起こされる大気陸面過程の変化を精緻に検討した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5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] Perspective: Improving the accuracy of plant phenology observations and land-cover and land-use detection by optical satellite remote-sensing in the Asian tropics (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagai, S., Katsumata, C., Miura, T., Tsutsumida, N., Ichie, T., Kotani, A., Nakagawa, M., Khoon, K. L., Kobayashi, H., Kumagai, T., Tei, S., Pungga, R. a. S., Yamada, T., Kameda, A., Yanagisawa, M., Nasahara, K. N., Muraoka, H., Ichii, K. and Tokumoto, Y.
  • 雑誌名: Frontiers in Forests and Global Change 巻: 6 ページ: 1106723-1106723
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] El Nino-Southern Oscillation forcing on carbon and water cycling in a Bornean tropical rainforest (2023)
  • 著者名/発表者名: Takamura, N., Hata, Y., Matsumoto, K., Kume, T., Ueyama, M. and Kumagai, T.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Implications of seasonal changes in photosynthetic traits and leaf area index for canopy CO2 and H2O fluxes in a Japanese cedar (Cryptomeria japonica D. Don) plantation (2023)
  • 著者名/発表者名: Hata, Y., Kumagai, T., Shimizu, T. and Miyazawa, Y.
  • 雑誌名: Ecological Modelling 巻: 477 ページ: 110271-110271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of calibration in determining forest stand transpiration using the thermal dissipation method (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujime, N., Kumagai, T., Egusa, T., Momiyama, H. and Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: Agricultural and Forest Meteorology 巻: 301-302 ページ: 108356-108356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Model analysis of forest thinning impacts on the water resources during hydrological drought periods (2021)
  • 著者名/発表者名: Momiyama, H., Kumagai, T. and Egusa, T.
  • 雑誌名: Forest Ecology and Management 巻: 499 ページ: 119593-119593
  • 査読あり