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2020 年度 実績報告書

気候変動を考慮できる動的水食モデルの構築に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H00958
研究機関東京大学

研究代表者

西村 拓  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40237730)

研究分担者 酒井 一人  琉球大学, 農学部, 教授 (10253949)
大澤 和敏  宇都宮大学, 農学部, 教授 (30376941)
林 直樹  金沢大学, 人間科学系, 准教授 (50446267)
吉野 邦彦  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (60182804)
加藤 千尋  弘前大学, 農学生命科学部, 助教 (60728616)
吉田 修一郎  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (90355595)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード水食 / 気候変動 / GIS / WEPP / GeoWEPP
研究実績の概要

水食予測のために,対象スケール・問題に応じてWEPP,GeoWEPPを使い分けるが,この時,降雨,土壌に関するモデルパラメータの日本への適応について,従来十分に考慮されていなかった.2020年度は,気象データについて農研機構の提供する 農環研シナリオ2017を用いて,現在および将来気象の統計値を整理し,WEPP,GeoWEPPに利用可能な気象データセットを構築した.また,短時間降雨特性について検討を行い,地域によって降雨特性が短時間高強度化する場合としない場合があることを明らかにした.土壌パラメータについては,室内人工降雨実験のデータから土壌パラメータを推定した.一方,既存の降雨流出データが得られる場合について,このデータから,対象値の土壌パラメータを推定する手法も構築し,要素試験で得たパラメータを用いるシミュレーション方法の構築ならびに,降雨流出データを用いたシミュレーション構築の二方法について,おおよその手法を整理した.また,特定地域の降水ならびに土砂流出データの収集を続けると共に,特に侵食による放射性物質の再分布が懸念される福島県について,シミュレーションに不可欠な地形データの整備をおこなった.
将来予測に関して,複数回のシミュレーションを行い統計的な議論をすることで予測結果の信頼性を高める必要があるが,WEPP, GeoWEPPといった大規模なモデルでは,これを自動化できないという問題があった.これについて,GEM-SAソフトウェアを用いるエミュレータを試作した.
また,地球惑星科学連合大会において,「H-CG29 原子力災害被災地の地域復興における科学者の役割」というセッションを主催し,農業農村工学会大会において,企画セッション「気候変動下の農地土壌保全を考える」を行い,イベントベースの水食予測の重要性について発信を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

COVID-19の影響で,現地調査や現場測定,室内実験実施に制限が生じ,予定したデータの収集が遅延した.また,雇用した研究員(外国人)が一時帰国している間に,COVID-19を原因とする入構制限が発生し,やはり,予定した業務が遅滞した.これらを補うために,2021年度は,比較的単純な作業を多くこなすための研究補助者としての雇用を行う予定である.

今後の研究の推進方策

降雨,土壌に関するパラメータの改善,モデル化はWEPP・GeoWEPPの日本へのローカライゼーションの肝要な部分であるため,2年目以降も注力して進めていく.そのために必要な既存データの収集が想定よりも遅れているため,今年度はこの部分に留意して,基本的なデータの収集や整理に注力しながら研究を進める.また,既存データのみならず,必要な地域・土壌について新規でデータの収集を行うが,この時,降雨流出,土砂流亡に深く関わる土壌炭素含量にも留意することを考えている.
日本独特の土地利用である水田に関連して,水田の法面,畦畔についての実態把握の研究は開始できたが,水田のモデル化については,まだ不足している部分があるため,2021年についても精力的に取り組む.
COVID-19のため,現地調査や実験の実施に支障が生じることが予想されるため,随時,対応を講じることとする.

備考

(1)はアメリカ土壌科学会からの依頼で作成

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Univ. at Buffalo, The State Univ. of NY(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Univ. at Buffalo, The State Univ. of NY
  • [雑誌論文] Effects of the dissolved organic matter on Cs transport in the weathered granite soil2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuno, T., S. Hamamoto, N. Nihei and T. Nishimura
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Management

      巻: 254 ページ: 109785

    • DOI

      10.1016/j.jenvman.2019.109785 (2020)

    • 査読あり
  • [学会発表] 降雨特性の変化が土壌侵食に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      牧野宗太郎、濱本昌一郎、西村拓
    • 学会等名
      農業農村工学会全国大会
  • [学会発表] 気候変動下で水食を評価する2020

    • 著者名/発表者名
      西村拓
    • 学会等名
      農業農村工学会全国大会
  • [学会発表] WEPPの日本における適用性向上を目指した土壌の受食性の評価2020

    • 著者名/発表者名
      石崎弘真、大澤和敏、松井宏之
    • 学会等名
      農業農村工学会全国大会
  • [学会発表] 畑地における風食の現地観測とその抑制対策に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      屋代周一、大澤和敏、松井宏之
    • 学会等名
      農業農村工学会全国大会
  • [学会発表] 沈砂池堆積土の農地還元による土壌受食性の変化および植物生長への影響2020

    • 著者名/発表者名
      金敷奈穂、欧陽、大澤和敏、藤澤久子、冨坂峰人、松井宏之
    • 学会等名
      農業農村工学会全国大会
  • [学会発表] 将来的な気候変動を考慮した土壌侵食の解析手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      町田元、大澤和敏、松井宏之
    • 学会等名
      農業農村工学会全国大会
  • [学会発表] WEPPによる侵食解析に用いる土壌の受食係数の検討2020

    • 著者名/発表者名
      大澤和敏、石崎弘真、町田元
    • 学会等名
      農業農村工学会全国大会
  • [学会発表] 除染後斜面における放射性セシウムの経時的・空間的輸送2020

    • 著者名/発表者名
      砂川 優樹、伊東 雄樹、高木 悠輝、本田 隆太、西村 拓、溝口 勝、登尾 浩助
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
  • [学会発表] 福島県飯舘村におけるGeoWEPPを用いた放射性セシウム流出分布の解析2020

    • 著者名/発表者名
      藤原 成悟、斎藤 真利、大澤 和敏、松井 宏之
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
  • [学会発表] 気候変動下におけるクロボク土の侵食評価2020

    • 著者名/発表者名
      牧野 宗太郎、濱本 昌一郎、大澤 和敏、大西 泰介、西村 拓
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
  • [学会発表] 福島県の森林由来の溶存有機物に対する放射性セシウムの吸着2020

    • 著者名/発表者名
      辰野 宇大 、濱本 昌一郎、二瓶 直登、西村 拓
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
  • [学会発表] 福島第一原発事故後の未除染用水路法面からの溶存態137Csの流出に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      田嶋 智、吉田修一郎、福井 拓、二瓶 直登
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
  • [学会発表] Evaluation of radioactive cesium-bearing microparticles discharged with suspended solids from a small forested watershed2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hadano、 Shoichiro Hamamoto、 Taiga Okumura、Toshihiro Kogure and Taku Nishimura
    • 学会等名
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of RCs concentration and dissolved organic matter on RCs migration in soil under flowing condition2020

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Tatsuno 、Shoichiro Hamamoto 、Naoto Nihei 、 Taku Nishimura
    • 学会等名
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Predicting Cs-137 Distribution Patterns from Soil Samples - The Relationships Between Topographic Parameters、 Soil Properties、 and Cs-137 Concentration Levels2020

    • 著者名/発表者名
      Yasumiishi、 Misa、 Nishimura、 Taku、 Bittner、 Thomas、 Aldstadt、 Jared、 Bennet Sean
    • 学会等名
      22nd EGU General Assembly、
    • 国際学会
  • [学会発表] GEM-SAを用いたWEPPモデルのエミュレータ構築および感度分析2020

    • 著者名/発表者名
      酒井一人,前川英樹
    • 学会等名
      農業農村工学会全国大会
  • [備考] Erosion affects the recovery of the Fukushima

    • URL

      https://soilsmatter.wordpress.com/2021/03/01/how-is-erosion-affecting-the-recovery-of-the-fukushima-area/

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公開日: 2021-12-27  

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