地球環境資源としての地表植生の広域測定とその機能評価システムの開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08306007
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 末田 達彦 愛媛大学, 農学部, 教授 (90109314)
• 研究分担者: 石橋 整司 東京農工大学, 農学部, 助教授 (30212921) ; 福嶌 義宏 名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 教授 (00026402) ; 木田 秀次 京都大学, 理学部, 教授 (60252417) ; 小島 覚 東京女子大学, 理学部, 教授 (80115138) ; 及川 武久 筑波大学, 生物科学系, 教授 (70011682)
• キーワード: 地球規模の環境資源 / 広域的森林計測 / レーザー測距 / フーリエ解析 / 植生縦断面 / 森林バイオマス / 森林葉面積 / 平均自由視程

研究概要

航空機に搭載した赤外線レーザー測距儀で計測した地表植生のプロフィールから、広域にわたる森林の蓄積や葉面積を推定する方法を開発し、こうして得られた情報を既存の森林情報とともに地図・帳票形式で一元管理するラスター型GIS″Real Forester″を構築した。
本研究の材料をなす植生プロフィールは御嶽山で計測したほか、別途、愛媛大学演習林とカナダ亜寒帯林のものを入手して利用した。またこれら航空測定の結果を現実と対比するために地上でも森林蓄積や葉面積を測定した。植生プロフィールの解析法としては、(1)スペクトル解析、(2)平均自由視程、(3)縦断積分、の三通りの方法を開発した。(1)は植生プロフィールにフーリエ解析を施してパワースペクトルを得たうえ、その極大値に対応した波長として平均樹冠直径を求め、これをもとに単木材積や立木密度を経由して森林蓄積を推定する方法である。(2)は、樹冠層におけるレーザー光の平均進入深度から葉の分布密度を求めたうえ、これに単葉の平均面積を乗じて森林葉面積を推定する方法である。(3)は、植生プロフィールの縦断面積が、当該林分の平均樹高と立木密度の積に比例することを利用して、森林蓄積を得るという方法である。これらの解析法の開発には、数センチの間隔で高密度な植生プロフィールが得られている御嶽山と愛大演習林のデータを用い、実際の広域的な森林特性の推定は、測定間隔は粗いが延長600kmにわたりプロフィールが得られているカナダの亜寒帯林について行った。その結果、航空機レーザー測距が、GCMの境界条件として有用な森林葉面積や、地球温暖化による植生変化を検知するための対照データとして重要な森林蓄積など、地球規模の環境資源としての森林の諸特性を短時間で広域的に求めうる有効な手段であることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Abraham,Emmanuel R.G. & T.Sweda: "Mean Free Path Analysis of Airborne Laser Altimetry-generated Vegetation Profile for Estimating Leaf Area Index (LAI) Over Extensive Forest Areas" 第110回日本林学会大会学術講演集. 印刷中.
• [文献書誌] 福嶌義宏、檜山哲哉、太田岳史: "今、大気-陸面過程で何が問題とされているか-GAME/Siberia の平地タイガにおけるフラックス観測から考える-" 日本気象学会春季大会講演予稿集. 77 (1998)
• [文献書誌] 檜山哲哉、玉川一郎、福嶌義宏: "粗度密度と表面温度の広域観測によるフラックスの寄与域の推定" 水文・水資源学会研究発表会要旨集. 240-241 (1998)
• [文献書誌] Kojima,S.,T.Sweda,B.A.LePage,J.F.Basinger: "A new method to estimate accumulation rates of lignites in the Eocene Buchanan Lake Formation, Canadian Arctic" Palaeo Geography, Palaeo Climatology, Palaeo Ecology. 141. 115-122 (1998)
• [文献書誌] 日下部朝子、都築勇人、末田達彦: "カナダ亜寒帯林における植生移動の検証をめざした広域葉面積調査-航空レーザー測距法の応用-" 第110回日本林学会大会学術講演集. 印刷中.
• [文献書誌] Kusakabe,T., H.Tsuzuki, T.Sweda and G.Hughes: "Extensive Forest Leaf Area Survey Aiming at Detection of Vegetation Change in Subarctic-Boreal Zone" Polar Bioscience. 印刷中.
• [文献書誌] Ma,X., T.Hiyama, Y.Fukushima and T.Hashimoto: "A Numerical Model of the Heat Transfer for Permafrost Regions" J.Jpn.Soc.Hydro.& Water Resour.11-4. 346-359 (1998)
• [文献書誌] 馬燮銚、福嶌義宏、中島皇、檜山哲哉: "SVATsを組み込んだ流出モデルの積雪森林流域への適用" 水文・水資源学会研究発表会要旨集. 24-25 (1998)
• [文献書誌] Mabuchi,K., Y.Sato, H.Kida, N.Saigusa and T.Oikawa: "A Biosphere-Atmosphere Interaction Model (BAIM) and its primary verifications using grassland data" Papers in Meteorology and Geophysics. 47. 115-140 (1997)
• [文献書誌] Nobori,Y.,K.Hayashi,H.Kumagai, S.Kojima, B.A.LePage & T.Sweda: "Reconstruction of a Tertiary Fossil Forest from the Canadian High Arctic using Three-dimensional Computer Graphics" Journal of Forest Planning. 3. 49-54 (1997)
• [文献書誌] Sweda,T., T.Yamamoto, and Z.Shibayama: "Airborne Infrared-laser Altimetry of Forest Canopy Profile for Extensive and Accurate Assessment of Timber Resource and Environmental Function of Forests" Proc. IUFRO International Symposium on Global Concerns for Forest Resource Utilization(FORESEA). 736-745 (1998)
• [文献書誌] Sweda,T.,H.Tsuzuki, T.Kusakabe and G.Hughes: "Long-term Monitoring of Subarctic-Boreal Terrestrial Vegetation Change Using Airborne Laser Altimetry" Polar Bioscience. 印刷中.
• [文献書誌] 高橋厚裕、檜山哲哉、橋本哲、福嶌義宏: "都市内森林における熱・水・物質輸送に関する研究" 水文・水資源学会研究発表会要旨集. 148-149 (1998)
• [文献書誌] 竹島喜芳、末田達彦: "森林管理目指したラスター型GISの開発" 第110回日本林学会大会学術講演集. 印刷中.
• [文献書誌] 竹島喜芳、古瀬勇一、江崎次夫、末田達彦: "コンピュータによる森林管理システムの開発と現行の森林管理システムの問題点" 愛媛大学演習林報告. 印刷中.
• [文献書誌] Tanaka,H., Y.Fukushima, C.Li, J.Kubota, T.Ohta, M.Suzuki & K.Kosugi: "Water discharge property of evergreen broad-leaved forest basin - Jiuliansham, Jangxi Province, China" J.Jpn.Soc. Hydro.& Water Resour.11-3. 240-252 (1998)
• [文献書誌] Tsuzuki,H., T.Kusakabe, T.Yamamoto and T.Sweda: "Timber Cruising over Extensive Forest Area with Airborne Laser Altimeter" Proc. IUFRO International Symposium on Global Concerns for Forest Resource Utilization(FORESEA). 746-754 (1998)
• [文献書誌] 都築勇人、下川元三、日下部朝子、Abraham,Emmanuel R.G.、末田達彦: "航空機搭載のレーザー測距儀による広域森林蓄積の推定-カナダ亜寒帯林・愛媛大学米野々演習林を事例として-" 第110回日本林学会大会学術講演集. 印刷中.
• [文献書誌] 山田智康、木平英一、檜山哲哉、福嶌義宏、田中広樹、杉本敦子: "東シベリア乾燥タイガ林における土壌有機物の分解過程" 日本地球化学会研究大会. (1998)
• [文献書誌] Yamamoto,T., Z.Shibayama, K.Hayashi & T.Sweda: "Mensurational Estimation of Forest Leaf Area and It's Modeling" Proc. IUFRO International Symposium on Global Concerns for Forest Resource Utilization(FORESEA). 848-853 (1998)