寒冷圏の水循環及び物質循環に果たす森林及び積雪の影響評価

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11490001
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 石川 信敬 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (70002277)
• 研究分担者: 高橋 英紀 北海道大学, 地球環境科学研究科, 助教授 (20001472) ; 田中 夕美子 北海道大学, 農学部・付属演習林, 教務職員 (60221397) ; 石井 吉之 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (40222955) ; 平野 高司 北海道大学, 農学研究科, 助教授 (20208838)
• キーワード: 蒸発散量 / 積雪 / 炭酸ガス / 塩化物イオン / 乱流変動法 / 物質循環 / 水循環 / 落葉広葉樹林

研究概要

積雪寒冷森林地域の水循環、物質循環に及ぼす森林と積雪の影響を把握するため、本年度は特に、蒸発散量、炭酸ガス交換量、河川水や地下水、積雪内の化学成分の変動を観測した。落葉広葉樹林においては1999年に2683(kgC/ha/yr)、2000年に2193(kgC/ha/yr)の炭素の吸収が観測された。1999年においては気温と光合成有効放射量は2000年より高かったので、1999年の方が炭素の吸収が大きかったと考えられる。森林の土壌呼吸速度(土壌からの炭酸ガス放出速度)も拡散法を用いて連続観測した(現在も継続中)が、地温の変化に対応して,日変化および季節変化を示した。なお降雨後に大きく変動することも認められた。土壌呼吸量は1999年に4100、2000年に3900(kgC/ha/yr)であった。炭酸ガス量の経年変動は別に推定した樹木の成長量の年変動と定性的に一致したので、乱流変動法によるフラックスの算定は正しく行われていると考えられる。
水循環としては融雪量、降水量、河川流量の測定から融雪期の水収支を、物質循環としては積雪、融雪水、土壌水、河川水内の塩化物イオンを連続測定し融雪期の物質収支を求めた。その結果、水の流出率は80-85%であったがイオンの流出量は流入量の倍以上となり無雪期の流域内貯留の寄与が示唆された。また流域水収支に関しては湿原(英国中部、チャタレー湿原)においても行った。1999年11月16日から2000年6月14日を水収支期間とし水収支成分を蒸発散量、降水量、地下水流入出量、貯水量変化とし各項を推定した.その結果,水収支期間の積算降水量(460.5mm)を100とすると貯水量変化は-1〜2、積算地下水流入出量:-20〜-56、積算蒸発散量は-43〜-82となり、蒸発散だけでなく地下水流出も重要な流出成分であることが示された。

研究成果

• [文献書誌] Ishikawa, N.and et al.: "Characteristics of the water and heat cycles of a discontinuous permafrost region in Interior Alaska."Proceedings of the 12^<th> International Symposium and Workshop. 157-168 (1999)
• [文献書誌] Nakabayashi, H., Ishikawa, N.and Kodama, Y: "Radiative characteristics in a Japanese forested drainage basin during snowmelt."Hydrological Process. 13. 157-167 (1999)
• [文献書誌] Hirano, T.and et al.: "Effusive CO_2 efflux from the soil surface of a deciduous broadleaved forest in Hokkaido, Japan."Proceedings of Asia Flux Workshop. (in press). (2001)