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2013 年度 実績報告書

プロセスモデルによる炭素収支のスケールアップ推定の精度検証手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22248017
研究機関岐阜大学

研究代表者

粟屋 善雄  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (90353565)

研究分担者 玉川 一郎  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (40273198)
斎藤 琢  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 特定研究補佐員 (50420352)
大塚 俊之  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (90272351)
児島 利治  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 准教授 (90346057)
高橋 與明  独立行政法人森林総合研究所, 九州支所, 主任研究員 (90435587)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード森林生態 / 保護 / 保全 / 炭素収支 / LiDAR / 整理生態
研究概要

炭素収支モデル(SATECO-LSM)の気象データ入力や葉面積指数設定の部分を変更し、フラックス観測の結果に基づいてパラメータをチューニングするなどの改良を加えた。改良版のSATECO-LSMを用い、常緑針葉樹林、落葉広葉樹林、カラマツ、草地、裸地の5項目について、対象地の土地被覆が一様として炭素収支(NEP, GPP, NPP)をシミュレーションした。3種類の土地被覆分類図に5項目のNEPとNPPを割り当てて、流域の炭素収支マップを作成した。その結果、1)裸地を広く分類した結果ほどNEPが小さく、流域全体の総NEPで10%ほど差が生じ、2)各分類結果で広葉樹の分布の差が大きく、NPPの分布パターンに差が生じ、3)NPPは樹種によって差が大きいため、森林タイプの分類精度が流域のシミュレーションにかなり影響することが明らかになった。また、100m画素内での植生タイプの混在が炭素収支シミュレーションへ及ぼす影響を評価できる目途がたった。
森林プロットの測定結果から林分の乾重(TDB)を算出し、常緑針葉樹と落葉広葉樹に分けて回帰分析でLiDARデータによるTDB推定式を作成した。回帰モデルと2005年と2011年に観測されたLiDARデータを利用し、検証エリアでのTDB変化量(木部NPP)を推定し、100mメッシュに平均化して、炭素収支のシミュレーション結果の検証データとした。
検証エリアでは木部NPPの推定値は約5.5 Mg/ha/年だったが、シミュレーション結果は約20Mg/ha/年となり、約4倍の開きが生じた。差の原因として1)LiDARデータによるTDBの推定誤差と、2)シミュレーションでの植生パラメータの与え方が考えられる。前者については現時点で最も精度の高きTDB推定方法であるが、差分についての検証例は少ない。後者については、モデル入力パラメータである日射量、葉面積指数、木部バイオマスの推定誤差に依存したNPPの過大評価である可能性があり、炭素収支モデルのさらなる高度化が必要と考えられる。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ”International Joint Conference of 11th AsiaFlux International Workshop, 3rd HESSS and 14th Annual Meeting of KSAFM “Communicating Science to Society: Coping with Climate Extremes for Resilient Ecological-Societal Systems”の報告2014

    • 著者名/発表者名
      丸山篤志,宮崎真,小谷亜由美,栗林正俊,斎藤琢,小野圭介
    • 雑誌名

      生物と気象

      巻: 14 ページ: D1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 低密度航空機LiDARによる人工針葉樹林の林分パラメータの推定2013

    • 著者名/発表者名
      小谷英司,粟屋善雄
    • 雑誌名

      写真測量とリモートセンシング

      巻: 52(2) ページ: 44-55

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An analysis of summer evapotranspiration based on multi-year observations including extreme climatic conditions over a cool-temperate evergreen coniferous forest, Takayama, Japan2013

    • 著者名/発表者名
      Saitoh T.M., Tamagawa I., Muraoka H., and Kondo H.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes

      巻: 27 ページ: 3341-3349

    • DOI

      10.1002/hyp.9834

    • 査読あり
  • [学会発表] 航空機LiDARデータを利用した森林の木部バイオマスの推定-立木密度の影響軽減方法の検討-2014

    • 著者名/発表者名
      粟屋善雄,高橋與明
    • 学会等名
      日本写真測量学会 平成26年度年次学術講演会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      20140522-20140523
  • [学会発表] 航空機LiDARデータを利用した森林の木部バイオマスの成長量推定-岐阜県大八賀川流域での事例-2014

    • 著者名/発表者名
      粟屋善雄,河合洋人,高橋與明
    • 学会等名
      日本森林学会第125回大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      20140326-20140330
  • [学会発表] 航空機LiDARによる針葉樹林の平均樹高成長モニタリングの可用性2014

    • 著者名/発表者名
      高橋與明,粟屋善雄,田中真哉
    • 学会等名
      日本森林学会第125回大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      20140326-20140330
  • [学会発表] 冷温帯落葉広葉樹林における窒素無機化速度の空間分布-樹木の生長量および微生物活性との関係性-2014

    • 著者名/発表者名
      吉竹彩子,吉竹晋平,飯村康夫,大塚俊之
    • 学会等名
      第61回日本生態学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      20140314-20140318
  • [学会発表] Heterogeneity in soil respiration relating to soil temperature and moisture in a Beech-Oak old-growth forest on the slope of Mt Hakusan2014

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuka T., Suchewaboripont V., Iimura Y., Yoshitake S.
    • 学会等名
      第61回日本生態学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      20140314-20140318
  • [学会発表] 白山山麓・大白川ブナ原生林における土壌窒素無機化速度の空間的不均一性2014

    • 著者名/発表者名
      飯村康夫、森田悠介、吉竹晋平、大塚俊之
    • 学会等名
      第61回日本生態学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      20140314-20140318
  • [学会発表] Impact of canopy phenology on carbon budget in a deciduous broad-leaved forest with understory evergreen dwarf bamboo under near future climate condition2013

    • 著者名/発表者名
      Saitoh T.M. et al.
    • 学会等名
      IJC of 11th AsiaFlux international Workshop, 3rd HESSS and 14th Annual Meeting of KSAFM
    • 発表場所
      Seoul National University
    • 年月日
      20131024-20131026
  • [学会発表] Impact of canopy phenology on carbon and heat cycles in a deciduous broad-leaved forest under climate change: implication for phenological observation2013

    • 著者名/発表者名
      Saitoh T.M.et al.
    • 学会等名
      Synthesis Workshop on the Carbon Budget and Forest Ecosystem in the Asian Monitoring Network
    • 発表場所
      Takayama, Gifu
    • 年月日
      20131024-20131026
  • [学会発表] Mapping of Woody Biomass Growth in the Upstream Area of Daihachiga River Basin using LiDAR Data in 2005 and 20112013

    • 著者名/発表者名
      Awaya Y., Fukuda N., Kawai H., Takahashi T.
    • 学会等名
      Synthesis Workshop on the Carbon Budget and Forest Ecosystem in the Asian Monitoring Network,
    • 発表場所
      Takayama, Gifu
    • 年月日
      20131024-20131026
  • [学会発表] 群落スケールの生態系呼吸 -炭素循環および熱循環の視点から-2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤琢
    • 学会等名
      日本植物学会第77回大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      20130913-20130915
    • 招待講演
  • [学会発表] 低密度LiDARデータによる森林の材積推定の不確実性-DTMの精度の影響-2013

    • 著者名/発表者名
      粟屋善雄,河合洋人,福田夏子,高橋與明,秋山侃
    • 学会等名
      システム農学会大会
    • 発表場所
      文部科学省研究交流センター
    • 年月日
      20130524-20130525
  • [学会発表] 温暖化による生育期間延長を考慮した落葉広葉樹林における炭素収支2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤琢他
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2013年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      20130519-20130524
  • [学会発表] 白山山麓ブナ・ミズナラ原生林における炭素循環2013

    • 著者名/発表者名
      大塚俊之,Vilanee Suchewaboripont,飯村康夫,馬倩,吉竹晋平,小見山章
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2013年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      20130519-20130524
  • [学会発表] ブナ成熟林における成熟林エリアとギャップエリアの土壌炭素量および質の比較2013

    • 著者名/発表者名
      飯村康夫,廣田充,井田秀行,大塚俊之
    • 学会等名
      第61回日本生態学会大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      20130519-20130524
  • [図書] 植生のリモートセンシング,第4章 植物の群落と機能2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤琢(HG Jones, RA Vaughan 著, 久米篤,大政謙次 監訳)
    • 総ページ数
      446
    • 出版者
      森北出版
  • [備考] 広域における炭素収支の推定結果の検証法開発(科研費基盤研究A)

    • URL

      http://www.green.gifu-u.ac.jp/~awayalab/wordpress/?page_id=68

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公開日: 2015-05-28  

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