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火災後の永久凍土面の沈下と再上昇で北方林の炭素蓄積機能はどのように変化するか

研究課題

研究課題/領域番号 23K23663
補助金の研究課題番号 22H02398 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
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

松浦 陽次郎  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究専門員 (20353857)

研究分担者 安江 恒  信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (00324236)
小田 あゆみ  信州大学, 学術研究院農学系, 助手 (40571609)
梶本 卓也  新潟大学, 佐渡自然共生科学センター, 教授 (70353638)
大橋 伸太  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 (70754315)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード永久凍土地帯の北方林 / 火災後の凍土面沈下と再上昇 / 炭素蓄積 / 年輪解析と同位体比 / 凍土面再上昇と養分利用 / 永久凍土 / 森林火災 / 凍土面沈下と再上昇 / 更新稚樹 / 年輪
研究開始時の研究の概要

永久凍土上に成立する北方林の炭素蓄積機能が、森林更新を起こすきっかけのイベントの一つである森林火災の前後、特に永久凍土面の火災後の沈下と数十年後の再上昇過程で、どのように変化するかを明らかにする。

研究実績の概要

アラスカ内陸部フェアバンクス近郊のポーカーフラット実験場で、2004年の森林火災から18年を経過したカンバ(Betula neoalaskana)優占林分(ポプラとクロトウヒが混生)に調査区を選定し、回復した地上部現存量と炭素蓄積量を推定した。地上部現存量推定にあたり、激甚焼失域に更新したカンバ優占林分で、5m×5mの方形区サブプロットを3箇所選定した。更新稚樹の密度は、ヘクタールあたり24,000±5,600本となっていた。樹高1.3mを越えている全個体の胸高直径測定は2022年に実施し、その直径分布に基づいてカンバ5本、ポプラ(Populus tremuloides)3本を伐倒し、葉・枝・幹に分けて生重量を測定した。80℃で72時間乾燥した後、乾燥重量/生重量の係数を求め、伐倒した樹木の器官ごとの乾燥重量に換算した。カンバとポプラの胸高直径-器官別乾燥重量の関係は、べき乗式で回帰して求めた。混生するクロトウヒ(Picea mariana)については、激甚焼失区の近傍で延焼を免れた老齢林分の伐倒調査で得られた関係式(Noguchi et al. 2012)を用いて推定した。
火災後に回復した地上部現存量を伐倒調査で推定した結果、葉+枝+幹の現存量はヘクタールあたり32.6±8.3ton(平均±標準偏差)に達していた。植物体の炭素含有率を50%と仮定すると、これはおよそ16 C ton/haの炭素蓄積量に相当する。これは、火災前の約100年生トウヒ優占林分の地上部現存量や炭素蓄積量のおよそ半分のレベルである。

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

アラスカ内陸部における現地調査の達成は、おおむね予定通りである。しかしながら、現地の宿泊費用とレンタカー・ガソリン代などの高騰で、予定した調査日数を減らさなければまかなえない状況になっている。
当初の目標に掲げた、北東ユーラシアの永久凍土地帯との比較については、課題実施期間中にロシアに渡航して現地調査できる見込みはゼロとなった。
2022年に火災後8年の回復状況調査を行ったカナダ北西準州では、2023年に統計開始以来最大規模の森林火災が発生した。既存の調査地がほぼ焼失したと思われることから、火災からの回復過程を調べる調査地選定を再考する必要がある。

今後の研究の推進方策

最終年度に向けて、年輪試料の解析を進め、年輪情報に基づく炭素蓄積機能の変遷を明らかにする。永久凍土面深度の再上昇という現象が、樹木の地上部と地下部の成長にどのような影響を及ぼすか評価を試みる。
アラスカ内陸部やカナダ北西準州の永久凍土が分布する地域では、森林火災の頻発と激甚化が顕著になっている。本課題で得られる炭素蓄積機能の変遷、凍土面深度の変化などの基礎情報を生かして、森林火災影響の広域評価につながる課題の組立を進める。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Alaska, Fairbanks/International Arctic Research Center(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] International Arctic Research Center(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Aurora Research Institute/Wood Buffalo National Park, Parks Canada(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] A Comparative Study of Climatology, Energy and Mass Exchange in Two Forests on Contrasting Habitats in Central Siberia: Permafrost Larix gmelinii vs. Permafrost-Free Pinus sylvestris2023

    • 著者名/発表者名
      Tchebakova, N.M.; Zyryanov, V.I.; Zyryanova, O.A.; Parfenova, E.I.; Kajimoto, T.; Matsuura, Y
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 14 号: 2 ページ: 346-365

    • DOI

      10.3390/f14020346

    • 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
  • [学会発表] アラスカ永久凍土上に生育する3樹種の側根発生位置と肥大成長量の経時変化2024

    • 著者名/発表者名
      菊川拓聖、大橋伸太、松浦陽次郎、安江恒
    • 学会等名
      日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 永久凍土上のクロトウヒの肥大成長は森林火災後にどのように変化するか?2024

    • 著者名/発表者名
      大橋伸太、安江恒、菊川拓聖、山岸松平、松浦陽次郎
    • 学会等名
      日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アラスカの永久凍土分布域における火災後の樹木の地下部発達2023

    • 著者名/発表者名
      菊川拓聖、安江恒、松浦陽次郎、大橋伸太
    • 学会等名
      樹木年輪研究会・木質文化財研究会合同例会講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Interannual dynamics of aboveground production classified by apical and cambium growths and its drivers in Picea mariana.2023

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Tomoko、 Dannoura Masako、 Kurachi Nahoko、 Matsuura Yojiro
    • 学会等名
      The International Boreal Forest Research Association (IBFRA) Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 朝倉農学大系第9巻 土壌学 第12章 冷温帯・亜寒帯・寒帯の主要な土壌とその特徴2024

    • 著者名/発表者名
      松浦陽次郎
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254405798
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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