山地の表層炭素動態の包括的モデリングによる過去１万年の土壌炭素吸排出史の解明

研究課題

研究課題/領域番号	24K01818
研究種目	基盤研究(B)
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	鳥山淳平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 (00582743)
研究分担者	志知幸治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 (10353715) 渡壁卓磨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 (10883663) 斎藤琢岐阜大学, 高等研究院, 准教授 (50420352) 今矢明宏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 (60353596) 橋本昌司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 (90414490)
研究期間 (年度)	2024-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス	交付 (2024年度)
配分額 *注記	18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円) 2026年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円) 2025年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円) 2024年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワード	土壌炭素 / 過去１万年 / 土層発達 / モデリング / １万年
研究開始時の研究の概要	人間の活動は過去１万年にわたり，自然植生に由来する土壌炭素の減少とともにあったと考えられている．しかしながら，日本では森林の高い生産力と，山地の地形形成のサイクルが，長期にわたり土壌炭素の蓄積を促した可能性が高い．本研究では，我が国の山地はどのような土壌炭素吸排出史を辿ってきたか，という問いに答えるため，土層の発達・崩壊過程を考慮した新たな土壌炭素動態モデルの開発を行う．加えて，近年精緻化が進む，最終氷期以降の気候シナリオを利用し，日本の山地表層の炭素動態を過去１万年にわたり再現する．
研究実績の概要	本研究はわが国の山地の過去１万年の土壌炭素の吸収・排出の履歴（吸排出史）を明らかにすることを目的とする。そのため土壌炭素動態を、土層の発達と崩壊を組み込んだ形で再現する土壌炭素動態モデルを開発する。研究チームは１）モデリング班、２）広域展開班、３）流域検証班から構成される。初年度は土壌炭素動態モデルの開発と運用のため、モデルのレビュー、シナリオの整備、および検証地点の予備調査を行った。その結果、モデリングの基本方針をたてることができた。モデリング班はレビューを行い、既往のモデルを構造が比較的シンプルで計算量の小さいツールと、より複雑で計算量の大きいツールに分類した。本研究では前者のモデルをベースとする一方で、後者のモデルでも流域スケールの検証を行うアプローチを確認した。広域展開班は過去１万年の植生変遷シナリオの構築のため、Ooi（2016）の花粉分析データセットから完新世をカバーする84地点を選定した。加えて、過去１万年の気候シナリオの整備のため、CHELSA-TraCE21kのデータセットから抽出する気候変数を研究参画者全員で議論した。その際、土壌炭素動態モデルを走らせるための気温や降水量の変数に加え、植生変遷シナリオの高度化のための最寒月・最暖月の平均気温、温量指数等の計算値の必要性を指摘した。流域検証班はプロジェクト後半におけるモデル検証のため、広島西部山系で現地踏査による予備調査を行った。その結果、2014年の豪雨災害の崩壊地の中で、広島市安佐北区周辺において０次谷を含む調査候補地の情報を得ることができた。
現在までの達成度	現在までの達成度 2: おおむね順調に進展している理由モデリングの基本方針をたてるとともに、土壌炭素動態モデルの運用に必要な植生変遷シナリオの構築、およびモデル検証の準備を進めることができた。
今後の研究の推進方策	モデリング班は土壌炭素動態モデルの開発を継続し、広域展開班から渡された気候シナリオに基づき、特定の地点の１万年のモデル計算を試行する。広域展開班は日本の３地点程度で、植生変遷シナリオのプロトタイプを構築する。流域検証班はモデル検証のため、熊本県の南阿蘇もしくは別の地域において予備調査を行う。