| 研究課題/領域番号 |
21K05837
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
江波戸 宗大 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (00391376)
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| 研究分担者 |
南光 一樹 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 (40588951)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 土壌硬度 / 雨滴粒径分布 / 保水性 / 排水性 / 里地里山 / 土壌雨量指数 / 土壌水分 / 土地利用形態 / 排水性評価 / 土壌硬度三次元分布 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
里地里山において、土地利用形態別（雑木林・水田・放牧地）に降り注ぐ雨の量と質および土壌の深さ別の土壌水分を経時的に把握し、土地利用形態別に土壌硬度三次元分布との比較を行い、大きな水みちを考慮した排水性・保水性を面的に評価する。
降雨イベントごとに土地利用形態別の土壌雨量指数を算出し、雑木林からの表面流去水についての把握および水田や放牧地の緩衝能（短時間保水力や排水性）についても評価する。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、里地里山の土地利用形態が異なる土壌について、雨水の排水・保水機能を土壌雨量指数と関連づけて解明することを目的としており、2022年度は、① 3段タンクモデルを用いた土壌雨量指数の解析を行い、② 雑木林・水田・放牧地に降り注ぐ雨の量と質を経時的に把握し、③調査圃場内に二次元的に配置した土壌水分センサから深さ20cm, 40cmの土壌水分の推移を面的に把握した。
研究期間内でもっとも雨量が多かったのは、20時間で98mmの降雨イベントであったが、土壌雨量指数を計算すると、最大で49であった。3段タンクS1, S2, S3の経時的な比率を検討すると、最初のタンクS1は降雨の有無に対する反応性がとても高く、雨の降り始めと共に比率が急増し、雨がやむと比率が急減した。２番目のタンクS2の比率は雨がやむと急増した。放牧地における深さ20cmの土壌水分(4地点)と土壌雨量指数の推移を比較すると、土壌水分の方が早く立ち上がり、雨がやんだ後の減衰はゆっくりであった。土壌雨量指数のパラメータは花崗岩質の場合があてはめられているため、調査地の褐色低地土よりも水の抜け具合が早くなっていたと考えられた。
降雨イベント時にレーザー雨滴計で測定した雨滴全ての大きさと速度から５分あたりの雨量と運動エネルギーを算出し、降雨イベントごとに雨量と運動エネルギーを正規化して運動エネルギーと雨量の比を取ると、降雨イベントの中で雨のインパクトが大きいタイミングを評価できた。
調査圃場内に配置した土壌水分センサ(4地点)の深さ20cm, 40cmの経時的推移を比較すると、調査圃場の地形や土壌硬度の硬軟の影響が土壌水分の多少に影響していることが明らかになった。調査圃場の西側で相対的に土壌水分が高い傾向にあったが、西側に林地が存在していることが関係していると思われた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
土壌雨量指数を解析して実際に土壌水分の推移と比較すると、土壌雨量指数のパラメータの特性が把握でき、3段タンクモデルの長所と短所について知見を深められた。また、レーザー雨滴計で測定した雨滴の大きさと速さから降雨の質を評価できるようになった。さらに、調査圃場内の微地形を反映した土壌水分の推移をモニタリングすることで、土壌硬度三次元分布との関係性を検討できるようになった。
昨年度は圃場に設置した機器類の様々なケーブルを野生動物に食い千切られてデータの欠損が続いたが、今年度はきちんと対策できたので、順調にデータ収集できている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度から準備を進めているが、調査圃場内の土壌水分センサ設置地点を4地点から12地点程度まで増やし、深さごとの土壌水分の推移について面的な把握を行う。それらデータを解析して、調査圃場内の大きな水みちを考慮した排水性・保水性を三次元的に評価する。
降雨イベント時の雨量と運動エネルギーの解析数を増やし、土壌表面へのインパクトを評価するとともに、土地利用形態ごとに土壌雨量指数を算出し、土壌水分の推移と比較を行う。その知見を用いて土地利用形態ごとのパラメータ値を検討する。
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