北極域温暖化解明のためのメタン収支観測とそれに基づく広域的データベースの構築

• 研究課題/領域番号: 26281012
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 原薗 芳信 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 客員研究員 (90137240)
• 研究分担者: 岩田 拓記 信州大学, 理学部, 助教 (10466659) ; 植山 雅仁 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (60508373)
• 連携研究者: 伊藤 昭彦 国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (70344273) ; 市井 和仁 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 教授 (50345865)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2015年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2014年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: メタン収支 / 永久凍土 / データベース / 広域評価 / クロトウヒ林 / 炭素収支 / 渦相関法 / チャンバフラックス / チャンバ / メタン / クロトウヒ植生 / 品質制御 / グランドツルース計測 / メタンフラックス / タイガ / ツンドラ植生 / 温室効果 / 衛星リモートセンシング

研究成果の概要

北極域では温暖化が顕在化しこれが中緯度の気候変化（夏季の記録的高温や冬季の局所的多雪と寒波の停滞）の一因になっている。温暖化が進み湿地ツンドラや永久凍土層が融解するとメタン（CH4）放出が増え，温暖化を加速する。本研究ではAlaska州中央部のクロトウヒ植生を対象にCH4の放出／吸収を観測し，長期にわたる高品質なデータを確保した。観測からクロトウヒ林のCH4吸収が大きいことが分かった。海外の研究者と協力してより広範なデータベース化を行った。データに基づいて炭素収支モデルのパラメータが改良され，広域的なCH4収支を評価できた。これらは気候モデルの予測精度向上に寄与すると期待される。

研究成果

• [国際共同研究] IARC/UAF(米国)
• [雑誌論文] Evaluating the relationship between wildfire extent and nitrogen dry deposition in a boreal forest in interior Alaska (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagano, H. and Iwata, H.
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A multi-scale comparison of modeled and observed seasonal methane emissions in northern wetlands, (2016)
  • 著者名/発表者名: Xu, X., Riley, W. J., Koven, C. D., Billesbach, D. P., Chang, R. Y.-W., Commane, R., Euskirchen, E. S., Hartery, S., Harazono, Y., Iwata, H., McDonald, K. C., Miller, C. E., Oechel, W. C., Poulter, B., Raz-Yaseef, N., Sweeney, C., Torn, M., Wofsy, S. C., Zhang, Z., and Zona D.
  • 雑誌名: Biogeosciences, 巻: 13 ページ: 5043-5056
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Optimization of a biochemical model with eddy covariance measurements in black spruce forests of Alaska for estimating CO2 fertilization effects (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueyama, M., Tahara, N., Iwata, H., Euskirchen, E. S., Ikawa, H., Kobayashi, H., Nagano, H., Nakai, T., and Harazono, Y.
  • 雑誌名: Agricultural and Forest Meteorology 巻: 222 ページ: 98-111
  • DOI: 10.1016/j.agrformet.2016.03.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Latitudinal gradient of spruce forest understory and tundra phenology in Alaska as observed from satellite and ground-based data (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H., Yunus A.P., Nagai S., Sugiura K., Kim Y., Dam B.V., Nagano H., Zona D., Harazono Y., Bret-Harte M.S., Ichii K., Ikawa H., Iwata H., Oechel W.C., Ueyama M., Suzuki, R.
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 177 ページ: 160-170
  • DOI: 10.1016/j.rse.2016.02.020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Methane exchange in a poorly-drained black spruce forest over permafrost observed using the eddy covariance technique (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Iwata, Y. Harazono, M. Ueyama, A. Sakabe, H. Nagano, Y. Kosugi, K. Takahashi, and Y. Kim
  • 雑誌名: Agri. Forest Meteorol. 巻: 214-215 ページ: 157-168
  • DOI: 10.1016/j.agrformet.2015.08.252
  • NAID: 120007101408
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Understory CO2, sensible heat, and latent heat fluxes in a black spruce forest in interior Alaska (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikawa H, T. Nakai, R. C Busey, Y. Kim, H. Kobayashi, S. Nagai, M. Ueyama, K. Saito, H. Nagano, R. Suzuki, L. Hinzman
  • 雑誌名: Agricultural and Forest Meteorology 巻: 214-215 ページ: 80-90
  • DOI: 10.1016/j.agrformet.2015.08.247
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Temperature regimes and turbulent heat fluxes across a heterogeneous canopy in an Alaskan boreal forest (2015)
  • 著者名/発表者名: Derek Starkenburg, Gilberto J. Fochesatto, Jordi Cristóbal, Anupma Prakash, Rudiger Gens, Joseph G. Alfieri, Hirohiko Nagano, Yoshinobu Harazono, Hiroki Iwata, and Douglas L. Kan
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 99 号: 4 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1002/2014jd022338
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of water vapor dilution on trace gas flux, and practical correction methods, (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinobu HARAZONO, Hiroki IWATA, Ayaka SAKABE, Masahito UEYAMA, Kenshi TAKAHASHI, Hirohiko NAGANO, Taro NAKAI and Yoshiko KOSUGI
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 71 ページ: 55-66
  • NAID: 130005075874
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Change in surface energy balance in Alaska due to fire and spring warming, based on upscaling eddy covariance measurements (2014)
  • 著者名/発表者名: Masahito Ueyama, Kazuhito Ichii, Hiroki Iwata, Eugénie S. Euskirchen, Donatella Zona, Adrian V. Rocha, Yoshinobu Harazono, Chie Iwama, Taro Nakai, and Walter C. Oeche
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 巻: 99 号: 10 ページ: 1-23
  • DOI: 10.1002/2014jg002717
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Does summer warming reduce black spruce productivity in interior Alaska? (2014)
  • 著者名/発表者名: Masahito Ueyama, Shinya Kudo, Chie Iwama, Hirohiko Nagano, Hideki Kobayashi, Yoshinobu Harazono, Kenji Yoshikawa
  • 雑誌名: J of Forest Research 巻: 99 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1007/s10310-014-0448-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Autumn warming reduces the CO2 sink of a black spruce forest in interior Alaska based on a nine-year eddy covariance measurement. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ueyama, Masahito, Iwata, H., and Harazono, Y
  • 雑誌名: Global Change Biol. 巻: - 号: 4 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1111/gcb.12434
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 凍土上のクロトウヒ植生におけるメタンフラックス，チャンバによる局所的差異 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原薗芳信，義川晃太，植山雅仁（大阪府大），岩田拓記（信州大），永野博彦（千葉大），坂部綾香，小杉緑子（京大）
  • 学会等名: 日本農業気象学会2017年度大会
  • 発表場所: 十和田市北里大学獣医学部
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] 湿原メタンフラックスの観測データを用いた陸域生態系モデルの最適化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 植山雅仁・二口雄介・矢崎友嗣・平野高司・岩田拓記・原薗芳信
  • 学会等名: 日本農業気象学会2017年度大会
  • 発表場所: 十和田市北里大学獣医学部
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] 北方湿原におけるメタンフラックスの連続観測とモデリング. (2017)
  • 著者名/発表者名: 二口雄介・植山雅仁・矢崎友嗣・平野高司・小南靖弘・原薗芳信・五十嵐康則・岩田拓記
  • 学会等名: 日本農業気象学会2017年度大会
  • 発表場所: 十和田市北里大学獣医学部
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] Observations and modeling of methane flux in northern wetlands. (2016)
  • 著者名/発表者名: Futakuchi, Y., Ueyama, M., Matsumoto, Y., Yazaki, T., Hirano, T., Kominami, Y., Harazono, Y., Igarashi, Y.
  • 学会等名: AGU 2016 Fall meeting,
  • 発表場所: San Francisco USA,
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Model Inter-comparison of gross primary productivity and evapotranspiration in Alaska. (2016)
  • 著者名/発表者名: Lee, J., Ryu, Y., Jiang, C., Ueyama, M., Ichii, K., Lee, Y. K.
  • 学会等名: AGU 2016 Fall meeting,
  • 発表場所: San Francisco USA,
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Response of CO2 and CH4 emission from a poorly-drained black spruce forest over permafrost in an Interior Alaska. (2016)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, Y., Iwata, H., Ueyama, M., Hiyama, T., Futakuchi, Y., Matsumoto, Y., Harazono,
  • 学会等名: The Seventh Symposium on Polar Science,
  • 発表場所: NIPR, Tachikawa, Tokyo
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] Successional change in photosynthetic capacities after wildfires across the North American boreal forests. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tahara, N., Ueyama, M.
  • 学会等名: International Russian-Japanese conference of young polar scientists,
  • 発表場所: Moscow Russian Federation,ロシア
  • 年月日: 2016-10-11
  • 国際学会
• [学会発表] Carbon and water exchange studies of black spruce forests in Interior Alaska. (2016)
  • 著者名/発表者名: Iwata, H.
  • 学会等名: International Russian-Japanese conference of young polar scientists,
  • 発表場所: Moscow Russian Federation,ロシア
  • 年月日: 2016-10-11
  • 国際学会
• [学会発表] レーザー分光計を用いた陸域生態系におけるメタンフラックスの連続測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 植山雅仁・義川滉太・二口雄介・高橋善幸・高木健太郎・小南裕志・平野高司・矢崎友嗣・岩田拓記・原薗芳信
  • 学会等名: 2016年度 日本地球化学会年会
  • 発表場所: 大阪市立大学杉本キャンパス,大阪市
  • 年月日: 2016-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] 温帯高層湿原におけるメタンフラックスの連続観測とモデリング (2016)
  • 著者名/発表者名: 二口雄介・植山雅仁・矢崎友嗣・平野高司・小南靖弘
  • 学会等名: LEAPS-Japan研究集会2016
  • 発表場所: 名古屋大学、 名古屋市
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] Greenhouse gas fluxes at boreal and Arctic wetland in Alaska. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueyama, M., Iwata, H., Nagano, H., Ichii, K., and Harazono, Y.
  • 学会等名: 15th International PEAT Congress 2016
  • 発表場所: Kuching, Sarawak, Malaysia
  • 年月日: 2016-08-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Understory CO2, sensible heat and latent heat fluxes in a black spruce forest in interior Alaska. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikawa, H., Nakai, T., Busey, R. C., Kim, Y., Kobayashi, H., Nagai, S., Ueyama, M., Saito, K., Nagano, H., and Hinzman, L.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2016
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] メタンフラックスの微気象学的観測手法の比較と北方林におけるメタン交換 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩田拓記
  • 学会等名: 信州大学テニュアトラック教員研究成果発表会
  • 発表場所: 信州大学（松本市）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] 生態系スケールの連続観測からみた森林と湿原のメタン収支 (2016)
  • 著者名/発表者名: 植山雅仁
  • 学会等名: 信州大学テニュアトラック教員研究成果発表会
  • 発表場所: 信州大学（松本市）
  • 年月日: 2016-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] 北方林における森林火災からの遷移に伴う植物生理特性の変動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田原成美・植山雅仁・岩田拓記・永野博彦・原薗芳信・市井和仁・伊川浩樹・Eugenie S. Euskirchen
  • 学会等名: 日本農業気象学会2016全国大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] Satellite and ground-based monitoring of terrestrial ecosystem structure and phenology in Arctic and sub-Arctic region (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Yang, W., Yunus, A., Nagai, S., Ono, Y., Sugiura, K., Nasahara, K., Kim, Y., Van Dam, B., Nagano, H., Zona, D., Harazono, Y., Bret-Harte, M. S., Ichii, K., Ikawa, H., Iwata, H., Oechel, W., Ueyama, M., and Suzuki, R.:
  • 学会等名: Arctic Science Summit Week 2016
  • 発表場所: IARC/UAF（Fairbanks, AK, USA)
  • 年月日: 2016-03-12
  • 国際学会
• [学会発表] Successional change in photosynthetic capacities after wildfires across the North American boreal forests. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tahara, N., Ueyama, M., Iwata, H., Nagano, H., Harazono, Y., and Ichii, K.
  • 学会等名: AGU 2015 Fall meeting
  • 発表場所: Mosconi 国際会議場 (SanFrancisco, USA)
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] Empirically constrained estimates of Alaskan regional net ecosystem exchange of CO2, 2012-2014. (2015)
  • 著者名/発表者名: Commane, R., Lindaas, J., Benmergui, J. S., Luus, K. A., Chan, R. Y. –W., Miller, S. M., Henderson, J., Karion, A., Miller, J. B., Sweeney, C., Miller, C. E., Lin, J. C., Oechel, W. C., Zona, D., Euskirchen, E. S, Iwata, H., Ueyama, M., Harazono, Y. 他５名
  • 学会等名: AGU 2015 Fall meeting
  • 発表場所: Mosconi 国際会議場 (SanFrancisco, USA)
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] Long-term observations and synthesis for evaluating carbon dioxide fluxes over Alaska. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ueyama, M., Iwata, H., Ichii, K., Nagano, H., Harazono, Y., Euskirchen, E. S., Zona, D., Rocha, A. V., Nakai, T. and Oechel, W. C.
  • 学会等名: Fourth International Symposium on the Arctic Research,（ISAR-4)
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山市）
  • 年月日: 2015-04-27
  • 国際学会
• [学会発表] Changes in photosynthetic capacities of early successional ecosystems after wildfires in interior Alaska. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tahara, N., Nagano, H., Ueyama, M., Iwata, H., and Harazono, Y.
  • 学会等名: Fourth International Symposium on the Arctic Research,（ISAR-4)
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山市）
  • 年月日: 2015-04-27
  • 国際学会
• [学会発表] Methane exchange in a poorly-drained black spruce forest over permafrost observed with the eddy covariance technique. (2015)
  • 著者名/発表者名: Iwata, H., Harazono, Y., Ueyama, M., Sakabe, A., Nagano, H., Kosugi, Y., Takahashi, K., and Kim, Y.
  • 学会等名: Fourth International Symposium on the Arctic Research,（ISAR-4)
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山市）
  • 年月日: 2015-04-27
  • 国際学会
• [学会発表] Regional CO2 uptake estimation applying the light use efficiency model with MODIS and field data to examine wildfire effects in Alaskan boreal forest. (2015)
  • 著者名/発表者名: Otsuki, M. Iwata, H., Iwata, T., Nagano, H., Harazono, Y., Iwama, C. and Ueyama, M.
  • 学会等名: Fourth International Symposium on the Arctic Research,（ISAR-4)
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山市）
  • 年月日: 2015-04-27
  • 国際学会
• [学会発表] Changes in photosynthetic capacities of early successional ecosystem after wildfires in interior Alaska. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tahara, N., Ueyama, M., Nagano, H., Iwata, H., and Harazono, Y.
  • 学会等名: Workshop on the ecosystem carbon/water cycling research in the changing climate,
  • 発表場所: 科学技術交流センター（つくば市）
  • 年月日: 2015-04-23
  • 国際学会
• [学会発表] 内陸アラスカのクロトウヒ林におけるメタン交換測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩田拓記，原薗芳信，永野博彦，Yongwon Kim，小杉緑子，坂部綾香，高橋けんし，宮田明，間野正美，小野圭介，植山雅仁
  • 学会等名: 森林水文ワークショップ2015
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-03-29
• [学会発表] 微気象データを用いた植物生理パラメータの逆推定法の開発：アラスカのクロトウヒ林での検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 植山雅仁・田原成美・岩田拓記・永野博彦・中井太郎・原薗芳信
  • 学会等名: 日本農業気象学会全国大会2015
  • 発表場所: 文部科学省研究交流センター （茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] 陸域生態系をめぐる温室効果気体とエネルギーの流れ―数理でつなぐスケールの溝 (2015)
  • 著者名/発表者名: 植山雅仁
  • 学会等名: 数理科学談話会
  • 発表場所: 信州大学（長野県松本市）
  • 年月日: 2015-01-23
• [学会発表] Evaluation of the relationship between nitrogen dry deposition and wildfire in a boreal forest of interior Alaska (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagano, Hirohiko, H. Iwata, and Y. Harazono
  • 学会等名: AGU-2014 fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [学会発表] Inverse estimation of parameters for a coupled photosynthesis and stomatal conductance model using eddy covariance measurements at a black spruce forest in Alaska. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ueyama, M., Tahara, N., Iwata, H., Nagano, H., and Harazono, Y.
  • 学会等名: AGU-2014 fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-12-12 – 2014-12-19
• [学会発表] Methane exchange in a poorly-drained black spruce forest over permafrost observed with the eddy covariance technique. (2014)
  • 著者名/発表者名: Iwata, Hiroki, Y. Harazono, M. Ueyama, A. Sakabe, H. Nagano, Y. Kosugi, K. Takahashi, and Y. Kim
  • 学会等名: Arctic Change 2014 conference
  • 発表場所: Ottawa, Canada
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-12
• [学会発表] Upscaling CO2, water vapor, and energy fluxes over Alaska using satellite remote sensing. Seminar for Remote Sensing for Carbon Cycle Study in Forest (2014)
  • 著者名/発表者名: Ueyama, M
  • 学会等名: IARC Science Seminar
  • 発表場所: Fairbanks USA
  • 年月日: 2014-09-12
• [図書] 新太陽エネルギー利用ハンドブック」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原薗芳信
  • 総ページ数: 836
  • 出版者: 日本太陽エネルギー学会
• [備考] Realtime monitoring, UAF North Campus Site
  • URL: http://monitors.iarc.uaf.edu/uaf-north-campus/
• [備考] Meteorologiy and flux data, black spruce forest
  • URL: http://atmenv.envi.osakafu-u.ac.jp/data/uaf_data/
• [備考] Real-Time Monitors,
  • URL: http://www4.iarc.uaf.edu:8080/uaf-north-campus/
• [備考] Eddy covariance data in Alaska
  • URL: http://atmenv.envi.osakafu-u.ac.jp/data/uaf_data/