百mメッシュの空間解像度を目標とした、北方林の広域炭素収支評価手法の確立

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26292076
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 高木 健太郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (20322844)
• 研究分担者: 平野 高司 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20208838) ; 梁 乃申 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (50391173)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 航空機レーザ測量 / 森林炭素貯留量変化 / 森林生態系炭素収支 / 広域評価 / MODIS / 植生指標

研究実績の概要

Lidar測量より得られた樹冠高変化から森林炭素貯留変化を推定する式の高精度化を試みた結果，森林炭素貯留量変化(y)は，その場所におけるLidar樹冠高変化の平均値(x)を用いて，y=8.42x (r2=0.89)より推定できることが明らかになった。この式を適用して，前年度と同様の方法を用いて，正味貯留量変化，森林の成長量，樹木から土壌への炭素の移動量を1 haメッシュで評価した。
10年間の正味の森林炭素貯留量変化について，調査地全域の平均値は4.18 ±6.64 (SD) MgC/ha，森林の成長量の平均値は12.0 ±4.94 MgC/haであった。樹木から土壌への炭素の移動量は8.98 ±4.20 MgC/haであり，北方林の枯死量の観測例 (3.5～12　MgC/ha/10年)と同等であった。一方，苫小牧や天塩での観測から，森林土壌の分解による炭素放出量は，5.5～6.5 MgC/ha/年であり，樹木から土壌への炭素移動量の～7倍の炭素が大気に放出されていることが明らかになった。従って，土壌炭素量が平衡になるためには，～5 MgC/ha/年の地上部・地下部のリター量が必要である。
MODISデータを利用して，調査地全域の植生指標(NDVI， EVI， GR)の10 年平均値を500×500 m2メッシュで整備し，森林炭素貯留量変化の空間分布と比較した結果，森林の成長量と２つの植生指標(NDVI， GR)との間には線形の関係(それぞれ，r2=0.64と0.52)が認められた。調査地全域について，様々な地形・植生的特徴を1haメッシュで整備し，炭素貯留量変化の空間分布との関係を解析した結果，高標高，急傾斜，北向斜面，針葉樹林の場合に有意に正味の炭素貯留変化が少なくなり，南向斜面，広葉樹林，二次林で有意に多くなることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] New data-driven estimation of terrestrial CO2 fluxes in Asia using a standardized database of eddy covariance measurements, remote sensing data, and support vector regression (2017)
  • 著者名/発表者名: Ichii, K., Ueyama, M., Kondo, M., Saigusa, N., Kim, J., Alberto, M.C., Ardo, J., Euskirchen, E.S., Kang, M., Hirano, T., Joiner, J., Kobayashi, H., Marchesini, L.B., Merbold, L., Miyata, A., Saitoh, T.M., Takagi, K., Varlagin, A., Bret-Harte, M.S., Kitamura, K., Kosugi, Y., Kotani, A., Kumar, K.,et al.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research-Biogeosciences 巻: － ページ: －
  • DOI: 10.1002/2016JG003640
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison of litter-bag and chamber methods for litter decomposition (2017)
  • 著者名/発表者名: Sun, L., Teramoto, M., Liang, N., Yazaki, T., and Hirano, T.
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 73 ページ: 59-67
  • DOI: 10.2480/agrmet.D-16-00012
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハイパースペクトル画像による植生情報の時空間変動解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川慶・矢崎友嗣・井手玲子・栗原純一・小熊宏之・平野高司
  • 雑誌名: 北海道の農業気象 巻: 68 ページ: 11-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biomass accumulation and net primary production during the early stage of secondary succession after a severe forest disturbance in Northern Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Yazaki, T., Hirano, T., and Sano, T.
  • 雑誌名: Forests 巻: 7 ページ: －
  • DOI: 10.3390/f7110287
  • 査読あり
• [学会発表] 反復Lidar測量による10年間の森林炭素変化量の広域評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高木健太郎・平山宏次郎・岡田啓嗣・鮫島良次・三枝信子・小熊宏之
  • 学会等名: 日本農業気象学会2017年全国大会
  • 発表場所: 北里大学十和田キャンパス(青森県・十和田市)
  • 年月日: 2017-03-29
• [学会発表] Post-disturbance changes in carbon balances of understory vegetation in a deciduous forest, northern Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Yazaki, T., Teramoto, M., Hirano, T., Liang, N., and Sun, L., and Kamakura, I.
  • 学会等名: International Symposium onAgricultural Meteorology (ISAM) 2017
  • 発表場所: 北里大学十和田キャンパス(青森県・十和田市)
  • 年月日: 2017-03-28
  • 国際学会
• [学会発表] 撹乱履歴が異なる森林における土壌呼吸速度の比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鎌倉以直・矢崎友嗣・孫力飛・寺本宗正・梁乃申・平野高司
  • 学会等名: 日本農業気象学会北海道支部2016年度大会
  • 発表場所: 北海道大学農学部(北海道・札幌市)
  • 年月日: 2016-12-09
• [学会発表] リタ―供給や土壌炭素からみた森林回復過程における土壌呼吸量変化の要因 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢崎友嗣・寺本宗正・梁乃申・下田星児・平野高司・孫力飛・鎌倉以直
  • 学会等名: 日本農業気象学会北海道支部2016年度大会
  • 発表場所: 北海道大学農学部(北海道・札幌市)
  • 年月日: 2016-12-09
• [学会発表] 北海道北部の森林におけるCO2・オゾンフラックスの長期モニタリング (2016)
  • 著者名/発表者名: 高木健太郎
  • 学会等名: 第57回大気環境学会年会植物分科会
  • 発表場所: 北海道大学工学部(北海道・札幌市)
  • 年月日: 2016-09-07
  • 招待講演
• [学会発表] Potentialities of Chamber Network for Estimation of CO2/CH4 Sink/Source of Asian Terrestrial Ecosystems. (2016)
  • 著者名/発表者名: Liang, N., Teramoto, M., Zhang, Y., Takagi, K., He, J., Wang, Y., Li, S., Fang, J., Piao, S., Zeng, J., and Fletcher, C.D.
  • 学会等名: 13th Annual Meeting Asia Oceania Geosciences Society
  • 発表場所: China National Convention Center, Beijing, China
  • 年月日: 2016-08-02
  • 国際学会
• [学会発表] 航空機反復LiDAR測量による10年間の森林炭素変化量の評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山宏次郎・高木健太郎・三枝信子・岡田啓嗣・鮫島良次・小熊宏之
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県・千葉市)
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 大規模撹乱後の植生遷移初期におけるCO2フラックスの変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平野高司
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県・千葉市)
  • 年月日: 2016-05-25