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2014 年度 実績報告書

東シベリア・レナ河における加湿状態が森林の蒸発散・光合成に与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 26252021
研究機関名古屋大学

研究代表者

太田 岳史  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20152142)

研究分担者 檜山 哲哉  名古屋大学, 地球水循環研究センター, 教授 (30283451)
小林 剛  香川大学, 農学部, 准教授 (70346633)
飯島 慈裕  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 研究員 (80392934)
小谷 亜由美  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (80447242)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード物質循環 / H2Oフラックス / CO2フラックス / 永久凍土
研究実績の概要

平成26年度は初年度のため,総合的な「湿潤化による生態系の破壊」に移る前に,申請書に挙げた4つのグループにおける中心的な課題について個別の「湿潤化による生態系の破壊」の検討を行った.
植物生理学的反応に関しては,MEMS技術を応用した単葉単位の蒸散速度の推定を行った.植物生態学的反応に関しては,新規のエレゲイサイトの永久凍土層内の活動層分布,毎木調査を行い,ヤクーツク近郊のスパスカヤパッドサイトとの比較を行い2005年~2008年の豊水状態を両サイトで比較を行った.凍土物理学的反応のに関しては,簡易貫入試験機を導入するとともに,衛星データを用いた湿潤荒廃地の抽出では2007年~2009年の間に対象地域での荒廃率を求めた.そして河川水文学的反応では,東シベリアと近接するモンゴルの夏期降水量と大気水循環の関係を調べた.
これらの結果は,それぞれの地域スケールにおける「湿潤化による生態系の破壊」として重要なものである.平成27年度からは,これらの地域スケールにおける壁を取り除き,植物生理学から河川水文学までを1つの水・炭素の流れに沿った総合的な「湿潤化よる生態系の破壊」に繋げて行く.


現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度は,各グループの対象領域(植物生理学的応答,植物生態学適応,凍土物理学的反応,河川水文学適応)における環境要因と各応答関係をまとめることとした.
植物生理学的反応グループでは,MEMS技術によって作成した超小型道管流測定システムを開発し,単葉単位での蒸発散量・光合成量の検出をした.植物生態学的反応グループでは,エレゲイに新サイトを構築し土壌水分特性曲線,永久凍土の活動層厚,毎木調査などを行った.そして,ヤクーツクのスパスカヤパッドのサイトとの比較により,エレゲイサイトではヤクーツク周辺に見られるような2005年~2008年の豊水状態は確認されなかった.また,エレゲイサイトでは,2015年度に向けたSap Flow Systemの観測体制が整備された.凍土物理学的反応グループでは,簡易土壌貫入試験機をシベリアに導入し,永久凍土の活動層厚を予備調査した.その結果,草地と森林で活動層厚が異なること,森林で50x50mと比較的小さいスケールでも100~150cmと活動層厚が異なること,活動層の中,下層部には湿潤面が存在し2005年~2008年の豊水状態が残されていることなどが分かった.また,レナ川中流域における衛星データを用いた湿潤荒廃地の抽出では,2007年~2009年の間に対象地域の7.3%が湿潤現象により荒廃したと考えられた.河川水文学的反応グループでは,シベリアに近接するモンゴルでの夏期降水量変動と大気水循環の経年変動解析を行った.その結果,降水量は1999年から顕著な減少が見られ,この傾向は蒸発散量の減少にも寄与していた.そして,この傾向はNDVIの傾向に一致するものであった.今後は,同様の解析が東シベリアでも行われる事を期待したい.

今後の研究の推進方策

平成26年度は,「湿潤化による生態系の破壊」に関して,各研究グループの中心となるテーマについて検討を行った.その結果,4つのグループともに良好な結果を導き出せた.特に,植物生態学的反応グループと凍土物理学的反応グループでは,それぞれ2005年~2008年の豊水状態を示す状況が得られたと考えられる.
平成27年度は,各研究グループの中心テーマのみではなく,「湿潤化による生態系の破壊」に関して相互に関連し合うテーマについて検討を行う予定である.つまり,植物生理学的反応と植物生態学的反応に対してはカラマツの湿潤化による枯死に向かう段階的な応答である.また,植物生態学的反応と凍土物理学的反応に対しては,加湿が認められる森林(SPA)と加湿が認められない森林(ELG)の対比が次の課題となる.そして,凍土物理学的反応と河川水文学的反応では荒廃プロセス,つまりローカルな現象の衛星データへの積み上げと河川流出量,蒸発散量との関係を得る事が課題となる.
そして,平成27年度末には,これらの課題に対しての一定の回答とまだ回答が得られていない部分とに分けられる.そのことを,次年度の対象とする.

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Wet surface resistance of forest canopy in monsoon Asia: Implications for eddy-covariance measurement of evapotranspiration2014

    • 著者名/発表者名
      Hong J, Takagi K, Ohta T, Kodama Y
    • 雑誌名

      Hydrological Processes

      巻: 28 ページ: 37-42

    • DOI

      DOI: 10.1002/hyp.9547

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of waterlogging on water and carbon dioxide fluxes and environmental variables in a Siberian larch forest, 1998 – 20112014

    • 著者名/発表者名
      Ohta T, Kotani A, Iijima Y, Maximov TC, Ito S, Hanamura M, Kononov AV. Maximov AP
    • 雑誌名

      Agric. For. Meteorol.

      巻: 188 ページ: 64-75

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.agrformet.2013.12.012

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sap flow changes in relation to permafrost degradation under increasing precipitation in an eastern Siberian larch forest2014

    • 著者名/発表者名
      Iijima Y, Ohta T, Kotani A, Feddorov AN. Kodama Y, Maximov TC
    • 雑誌名

      Ecohydrology

      巻: 7 ページ: 177-187

    • DOI

      DOI: 10.1002/eco.1366

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temporal variations in the linkage between the net ecosystem exchange of water vapour and CO2 over boreal forests in eastern Siberia2014

    • 著者名/発表者名
      Kotani A, Kononov AV, Ohta T, Maximov TC
    • 雑誌名

      Ecohydrology

      巻: 7 ページ: 209-225

    • DOI

      DOI: 10.1002/eco.1449

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Response of surface air temperature to small-scale land clearing across latitudes2014

    • 著者名/発表者名
      Zhang M, Lee X, Yu G, Han S, Wang S, Yan J, Zhang Y, Li Y, Ohta T, Hirano T, Kim J, Yoshifuji N, Wang A
    • 雑誌名

      Environ. Res. Lett.

      巻: 9 ページ: 034002

    • DOI

      Doi:10.1088/1748-9326/9/3/034002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Growth and physiological responses of larch trees to climate changes deduced from tree-ring widths and δ13C at two forest sites in eastern Siberia2014

    • 著者名/発表者名
      Tei S, Sugimoto A, Yonenobu H, Ohta T, Maximov TC
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: 8 ページ: 183-195

    • DOI

      doi:10.1016/j.polar.2013.12.002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differentiating moss from higher plants is critical in studying the carbon cycle of the boreal Biome2014

    • 著者名/発表者名
      Yuan W, Liu S, Dong W, Liang S, Zhao S, Chen J, Xu W, Li X, Barr A, Black TA, Yan W, Goulden AL, Kulmala L, Lindroth A, Margolis HA, Matsuura Y, Moors E, van der Molen M, Ohta T, Pilegaard K, Varlagin A, Vesala T
    • 雑誌名

      Nature Communication

      巻: 5 ページ: 4270

    • DOI

      doi:10.1038/ncommos5270

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimating the water balance of a thermokarst lake in the middle of the Lena River basin, eastern Siberia2014

    • 著者名/発表者名
      Fedorov AN, Gavriliev PP, Konstantinov PY, Hiyama T, Iijima Y, Iwahana G
    • 雑誌名

      Ecohydrology

      巻: 7 ページ: 114-128

    • DOI

      DOI:10.1002/eco.1378

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 東シベリアにおける水・炭素循環に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      太田岳史・小谷亜由美
    • 雑誌名

      海外の森林と林業

      巻: 8 ページ: 38-44

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 東シベリア・カラマツ林における水・エネルギー・炭素循環-フラックスから流域,そしてモデル-2014

    • 著者名/発表者名
      太田岳史・小谷亜由美
    • 雑誌名

      水利科学

      巻: 340 ページ: 43-73

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent air temperature changes in the permafrost landscapes of northeastern Eurasia2014

    • 著者名/発表者名
      Fedorov AN, Ivanova RN, Park H, Hiyama T, Iijima Y
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: 8 ページ: 114–128

    • DOI

      DOI:10.1016/j.polar.2014.02.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of transpiration to the atmospheric moisture in eastern Siberia estimated with isotopic composition of water vapour2014

    • 著者名/発表者名
      Ueta A, Sugimoto A, Iijima Y, Yabuki H, Maximov TC
    • 雑誌名

      Ecohydrology

      巻: 7 ページ: 197–208

    • DOI

      DOI:10.1012/eco.1403

    • 査読あり
  • [学会発表] Trend and interannual variability of summer precipitation and the atmospheric water vapor convergence in the Arctic circumpolar region2014

    • 著者名/発表者名
      Hiyama T, Fujinami H, Oshima K
    • 学会等名
      2014 AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-19
  • [学会発表] Permafrost and Forest Degradation after Wet Climate Years in Eastern Siberian2014

    • 著者名/発表者名
      Iijima Y, Abe K, Ise H, Masuzawa T, Fedorov AN
    • 学会等名
      2014 AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-19
  • [学会発表] GRACE によって観測されたシベリア・レナ川流域における12年間の貯留量変動2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木和良・松尾功二・檜山哲哉
    • 学会等名
      2014年度 第5回極域科学シンポジウム
    • 発表場所
      立川(東京)
    • 年月日
      2014-12-02 – 2014-12-05
  • [学会発表] Overview of permafrost eco-hydrological observation in central Yakutia2014

    • 著者名/発表者名
      Iijima Y
    • 学会等名
      PAGE21 General Assembly 2014
    • 発表場所
      Twente, The Netherlands
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-13
  • [学会発表] Role of soil texture and canopy composition on evapotranspiration and CO2 exchange over larch forest2014

    • 著者名/発表者名
      Kotani A, Ohta T, Kononov A, Maxiv T
    • 学会等名
      8th annual international symposium on "C/H2O/energy balance and climate over boreal and arctic regions with special emphasis on eastern Siberia"
    • 発表場所
      Wageningen, The Netherlands
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-13
  • [学会発表] Differences in characteristic of carbon and water exchanges in overstory and understory in eastern Siberian larch forest2014

    • 著者名/発表者名
      Saito A, Kotani A, Ohta T
    • 学会等名
      8th annual international symposium on "C/H2O/energy balance and climate over boreal and arctic regions with special emphasis on eastern Siberia"
    • 発表場所
      Wageningen, The Netherlands
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-13
  • [学会発表] Enhancement of storm activity in relation to permafrost degradation in eastern Siberia2014

    • 著者名/発表者名
      Iijima Y
    • 学会等名
      The 8th Annual International Symposium on “C/H2O/Energy balance and climate over boreal and arctic regions with special emphasis on eastern Eurasia”
    • 発表場所
      Wageningen, The Netherlands
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-13
  • [学会発表] 東シベリアカラマツ林における、長期湿害に伴う炭素・水循環機能の変化2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤淳志,小谷亜由美,太田岳史
    • 学会等名
      日本気象学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-23
  • [学会発表] 温暖化にともなう東シベリア永久凍土域の水環境と社会適応-適応策提言を目指した分離融合型・国際共同共同研究-2014

    • 著者名/発表者名
      檜山哲哉・高倉浩樹・太田岳史・山口靖・藤原潤子・酒井徹・大島和裕・Fedorov A・Maximov T・Boyakova S
    • 学会等名
      2014年度日本水文科学会
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-05
    • 招待講演
  • [学会発表] 東シベリア・レナ川流域における近年の大気-陸域水循環変化と社会適応2014

    • 著者名/発表者名
      檜山哲哉・藤波初木・石毛貴也・大島和裕・酒井 徹・藤原潤子・高倉浩樹
    • 学会等名
      水文・水資源学会2014年度研究発表会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] 東シベリアのカラマツ林でみられる凍土-森林-大気のかかわり2014

    • 著者名/発表者名
      小谷亜由美
    • 学会等名
      日本雪氷学会
    • 発表場所
      八戸
    • 年月日
      2014-09-20 – 2014-09-22
  • [学会発表] 性表現の異なるユキモチソウのフェノロジーに対する人工被陰の経年影響2014

    • 著者名/発表者名
      浦川裕香,小林剛,久保拓弥,深井誠一
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      川崎
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-16
  • [学会発表] Spatio-temporal variations in permafrost and boreal forest degradation in the central Yakutia detected by satellite and field observations2014

    • 著者名/発表者名
      Iijima Y, Abe K, Ise H, Masuzawa T, Fedorov AN
    • 学会等名
      The 4th European Conference on Permafrost
    • 発表場所
      Evora, Portugal
    • 年月日
      2014-06-18 – 2014-06-20
  • [学会発表] Near surface permafrost temperature and moisture monitoring network in eastern Siberia2014

    • 著者名/発表者名
      Iizima Y, Fedorov AN, Konstantinav PY, Yabuki H
    • 学会等名
      The 4th European Conference on Permafrost
    • 発表場所
      Evora, Portugal
    • 年月日
      2014-06-18 – 2014-06-20
  • [学会発表] Social adaptation to the changing river environment under climate warming in eastern Siberia2014

    • 著者名/発表者名
      Hiyama T, Takakura H, Sakai T, Fujiwara J, Yoshikawa Y, Park H, Oshima K
    • 学会等名
      4th iLEAPS (Integrated Land Ecosystem - Atmosphere Processes Study) Science Conference on "Terrestrial ecosystems, atmosphere, and people in the Earth system"
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-16
  • [学会発表] 環北極域における大気水循環の経年変動2014

    • 著者名/発表者名
      石毛貴也・檜山哲哉・藤波初木
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-04-27 – 2014-05-02
  • [学会発表] ALOS-AVNIR2・PALSARを用いた湿潤年における東シベリア北方林内の永久凍土融解・湛水被害域の抽出2014

    • 著者名/発表者名
      飯島 慈裕, 阿部 このみ, 伊勢 紀, 増澤 直
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-04-27 – 2014-05-02
  • [学会発表] Social adaptation to the changing water environment under recent climate warming in eastern Siberia2014

    • 著者名/発表者名
      Hiyama T
    • 学会等名
      IASC Workshop on "Permafrost Dynamics and Indigenous Land Use", Arctic Science Summit Week (ASSW) 2014
    • 発表場所
      Helsinki, Finland
    • 年月日
      2014-04-06 – 2014-04-07
  • [学会発表] Fine scale mapping of permafrost and forest degradation using ALOS images2014

    • 著者名/発表者名
      Iijima Y
    • 学会等名
      Workshop on Permafrost Dynamics and Indigenous Land Use (in connection with the Arctic Science Summit Week)
    • 発表場所
      Helsinki, Finland
    • 年月日
      2014-04-06 – 2014-04-07
  • [図書] 河川変動.気象研究ノート第230号2014

    • 著者名/発表者名
      檜山哲哉
    • 総ページ数
      218pp
    • 出版者
      日本気象学会
  • [図書] 陸面過程(地上熱・水フラックス)-東シベリアヤクーツクでのフラックス観測を中心に-.気象研究ノート第230号2014

    • 著者名/発表者名
      小谷亜由美
    • 総ページ数
      218pp
    • 出版者
      日本気象学会
  • [図書] 気象研究ノート第230号:北半球寒冷圏陸域の気候・環境変動2014

    • 著者名/発表者名
      飯島慈裕,佐藤友徳
    • 総ページ数
      218pp
    • 出版者
      日本気象学会

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公開日: 2016-06-01  

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