シベリア生物圏エネルギー・水循環過程

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11201206
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 福嶌 義宏 名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 教授 (00026402)
• 研究分担者: 太田 岳史 岩手大学, 農学部, 助教授 (20152142) ; 檜山 哲哉 名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 助手 (30283451) ; 中尾 正義 名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 助教授 (90142695) ; 窪田 順平 東京農工大学, 農学部, 助教授 (90195503) ; 吉川 賢 岡山大学, 農学部, 教授 (50166922)
• キーワード: 東シベリア / タイガ林 / カラマツ林 / アカマツ林 / 草地 / 樹液流速 / 熱・水フラックス / 二酸化炭素フラックス

研究概要

東シベリア中央平地にあるヤクーツク近傍のタイガ林(カラマツ林およびアカマツ林)において、融雪開始期から夏期を通して、超音波風速温度計と水蒸気変動計等を用いた渦相関法による熱・水輸送量(フラックス)の長期連続観測を継続した。同時に、移動式の接地境界層観測システムを用いて、カラマツ林やアカマツ林以外に東シベリアの地表被覆の約20%を占める草地においても、熱収支や二酸化炭素フラックスの長期観測を実施した。
カラマツ林における熱・水フラックス観測からは、顕著な年々変動がみられた。この年々変動は融雪時期と年降水量にも大きく関与していることが明らかとなった。また、カラマツ林とアカマツ林での熱・水フラックスは大きく異なることがわかった。カラマツ林は落葉性針葉樹であるため、開葉前後での顕熱・潜熱フラックスの配分(ボーエン比)が大きく異なったのに対して、常緑性針葉樹であるアカマツ林では、融雪直後から夏期を通して、同じようなボーエン比を示した。これは、カラマツに対してアカマツが丘陵性の土地、すなわち融雪後の活動層(永久凍土が融解した土壌層)の発達が速やかに行われる土地に生育するために、地温が0℃を上回った時点で速やかに蒸散活動を開始することが原因として考えられた。これを証明するために、樹液流速測定システムをアカマツ林に適用した。その結果、樹液流速観測値は、アカマツの融雪直後における蒸散活動を裏付けた。
一方、草地における熱・水・二酸化炭素フラックス観測からは、草地における潜熱(蒸発散量)がタイガ林とほぼ同程度の値を示すことがわかった。また、融雪期における二酸化炭素の放出はほとんど無く、この時期における温室効果への寄与は少ないものと推定された。一方では、草地における夏期の二酸化炭素フラックスが気温(地温)の変動に大きく左右されていることが明らかとなった。高緯度地域における草地生態系が、地球温暖化によって二酸化炭素の放出源になる可能性を示唆した。

研究成果

• [文献書誌] Yoshikawa,K.,Kuwada,T.and Takeuchi,S.: "Forest structure and transpiration activity of boreal forests in eastern Siberia"Research Report of IHAS. No.7. 56-59 (2000)
• [文献書誌] Kubota,J.: "Large-scale hydrological characteristics of Siberian basins"Research Report of IHAS. No.7. 85-86 (2000)
• [文献書誌] Hiyama,T.: "Effects of land surface patches to the distribution of surface fluxes and those aggregation processes"Research Report of IHAS. No.7. 148-153 (2000)
• [文献書誌] 田中広樹,太田岳史,檜山哲哉,Maximov,T.C.: "北方落葉樹林における光合成・蒸散特性の季節変化-樹冠単層モデルを用いた解析-"日本林学会誌. 82. 259-267 (2000)
• [文献書誌] Ohta,T.,Hiyama,T.,Tanaka,H.,Kuwada,T.,Maximov,T.C.,Ohata,T.and Fukushima,Y.: "Seasonal variation in the energy and water exchanges above and below a larch forest in eastern Siberia"Hydrological processes. (in press). (2001)