森林火災煙の移流と凍土層の融解が北方林の栄養塩循環やオゾン放出に及ぼす影響の解明

• 研究課題/領域番号: 26550100
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 持続可能システム
• 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)
• 研究協力者: 永野 博彦 アラスカ大学, 国際北極圏研究センター, ポスドク研究員 (40758918)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 北方林 / 森林火災 / 火災煙の移流 / 微量栄養塩 / 永久凍土 / クロトウヒ林 / 火災煙沈着 / エアロゾル / 多段式フィルタ / 沈着速度 / 凍土層の融解 / オゾン / 火災煙

研究成果の概要

森林火災由来のエアロゾル沈着は北方林での栄養塩循環に重要とされている。地球温暖化に伴なう火災の増加は北方林の炭素収支や生育に影響していると仮説を建て，観測的データと既往モデルの改良により明らかにしようとした。
Alaska大学内クロトウヒ保護林の観測タワーに多段式フィルター装置を設置し，火災煙の移流に伴う乾性沈着量を測定した。2014年度に集中観測し，2015年度は収集したフィルタの分析と火災煙の通過コースなどの解析を行った。微量栄養塩の沈着量は火災煙が観測サイトに達する流蹟線の場合に大きくなること，濃度が低いため2週間に一度しか沈着量を評価できず，定常的な評価は困難であることがわかった。

研究成果

• [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] 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] 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: 66-75
  • 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] 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] 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] 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] 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: 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 （茨城県つくば市竹園）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [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: 2014-12-15 – 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
• [図書] 第10章生物環境と太陽エネルギー利用，10.3節 微気候 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原薗芳信
  • 出版者: 日本太陽エネルギー学会