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2015 年度 実績報告書

高精度観測ネットワークに基づく森林のメタン交換量とその時空間変動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26701002
研究機関大阪府立大学

研究代表者

植山 雅仁  大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (60508373)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードメタンフラックス / 微気象学的手法 / チャンバー法 / レーザー分光計 / 森林
研究実績の概要

富士北麓のカラマツ林、山城試験地の温帯混合林、天塩研究林の幼齢カラマツ林において微気象学的手法及びチャンバー法によるメタンフラックスを通年に渡って連続観測し、ほぼ無欠測の高品質なデータを取得した。アラスカ・湿生クロトウヒ林においては、生育期間について渦相関法によりメタンフラックスを連続観測した。微気象学的手法による計測法の高精度化のため美唄湿原において渦相関法によるメタンフラックスの集中観測を実施し、補正法等のデータ処理法について検討するための高品質なデータを得た。夏季に複数回、富士北麓のカラマツ林、天塩研究林の幼齢カラマツ林、アラスカ・湿地林に滞在し、観測機器の保守を行った。山城試験地には月2回程度の頻度で、メンテナンス及び更なる高精度化を目指したシステムの改良を行った。
富士北麓のカラマツ林のチャンバー法と微気象学的手法によるメタン吸収量は良い一致を示し、異なる手法において比較可能なメタンフラックスが精度良く計測が出来ていることが確認でき、成果を国際誌に掲載させた。一方、山城試験地の混合林、天塩研究林の幼齢カラマツ林では、両手法により観測されたメタンフラックスは大きく異なることが明らかとなった。この原因として、両森林サイトでは、富士北麓のカラマツ林と比べて地表面が非一様であるため、チャンバー法による計測が群落スケールのメタンフラックスを代表できていない可能性があげられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

観測システムや分析計に大きなトラブルもなく、順調に観測が出来ている。山城試験地、天塩研究林のサイトでは、双曲線簡易渦集積法による計測結果に2割程度の過小評価が見積もられているため、今後、過小評価を改善させるための改良が必要である。富士北麓に設置された機器のうちの一部は、経年劣化が生じているため次年度に更新する必要があると考える。上記のような問題が挙げられるものの、ほぼ無欠測の観測データが連続的に取得されており、今後の解析のためのデータは順調に取得されていると考える。

今後の研究の推進方策

次年度以降も、森林4サイトにおいて継続的な観測を実施し、長期無欠測の連続データを取得する。双曲線簡易渦集積法によるメタンフラックスのクロスチェックのため、既に観測されている鉛直濃度プロファイルを使って改良傾度法よる群落スケールのメタンフラックスを計算する。複数の手法の比較観測によりどの程度の不確実性を有しているかを定量評価する。アラスカ・湿地林では土壌の乾湿によってメタン発生量が異なることが分かったため、それを定量評価するためのチャンバーシステムを自作し、生育期間にわたってチャンバー法によるメタンフラックスの観測を行う。昨年度、試験的に実施した美唄湿原における渦相関法を用いたメタンフラックスの観測では、森林のメタン吸収・発生量と比べて1桁以上大きな放出量が観測され、森林のメタンフラックスを理解するうえでも有益なデータを得ることが出来た。そこで、本年度は生育期間にわたって美唄湿原でメタンフラックスの観測を行う。

次年度使用額が生じた理由

機器の耐久性が当初の予定よりも優れていたため、観測機器の劣化にともなう補修費・メンテナンス費用が節約できたため、差額が発生した。ただし、長期連続観測による機器の劣化は進行しているため、繰り越されたメンテナンス費用は次年度の補修費に利用される予定である。

次年度使用額の使用計画

ポンプやコンプレッサーなどの劣化が生じている機器の修繕・取替えにかかる費用に使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Methane uptake in a temperate forest soil using continuous closed-chamber measurements2015

    • 著者名/発表者名
      Ueyama, M., Takeuchi, R., Takahashi, Y., Ide, R., Ataka, M., Kosugi, Y., Takahashi, K., and Saigusa, N.
    • 雑誌名

      Agricultural and Forest Meteorology

      巻: 213 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2015.05.004

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Methane exchange in a poorly-drained black spruce forest over permafrost observed using the eddy covariance technique2015

    • 著者名/発表者名
      Iwata, H., Harazono, Y., Ueyama, M., Sakabe, A., Nagano H., Kosugi, Y., Takahashi, K., and Kim, Y.
    • 雑誌名

      Agricultural and Forest Meteorology

      巻: 214-215 ページ: 157-168

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2015.08.252

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 生態系スケールの連続観測からみた森林と湿原のメタン収支2016

    • 著者名/発表者名
      植山雅仁
    • 学会等名
      信州大学テニュアトラック教員研究成果発表会 陸域生態系―大気間のメタン交換研究の最新動向
    • 発表場所
      信州大学、松本
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 微気象学的手法とチャンバー法による森林におけるメタンフラックスの連続観測2016

    • 著者名/発表者名
      義川滉太・植山雅仁・高木健太郎・小南祐志
    • 学会等名
      日本農業気象学会全国大会2016
    • 発表場所
      岡山大学、岡山
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-17
  • [学会発表] レーザー分光計を用いた森林と湿原のメタンフラックスの連続測定2016

    • 著者名/発表者名
      植山雅仁
    • 学会等名
      森林生態系炭素収支・リモセンに係わるモニタリング研究集会
    • 発表場所
      国立環境研究所、つくば
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-09
  • [学会発表] Continuous measurements of methane flux in two Japanese temperate forests based on the micrometeorological and chamber methods2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa, K., Ueyama, M., Takagi, K., and Kominami, Y.
    • 学会等名
      AGU Fall meeting
    • 発表場所
      Mosconi Center, San Francisco, USA
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 美唄湿原における渦相関法によるメタンフラックスの連続観測2015

    • 著者名/発表者名
      二口雄介・植山雅仁・矢崎友嗣・平野高司・小南靖弘・山田浩之
    • 学会等名
      日本農業気象学会近畿支部大会
    • 発表場所
      グランフロント大阪、大阪
    • 年月日
      2015-12-05 – 2015-12-05
  • [学会発表] Methane exchange in a poorly-drained black spruce forest over permafrost observed with the eddy covariance technique2015

    • 著者名/発表者名
      Iwata, H., Harazono, Y., Ueyama, M., Sakabe, A., Nagano, H., Kosugi, Y., Takahashi, K., and Kim, Y.
    • 学会等名
      Fourth International Symposium on the Arctic Research
    • 発表場所
      富山国際会議場, Toyama, Japan
    • 年月日
      2015-04-27 – 2015-04-30
    • 国際学会
  • [備考] 微気象学的手法を用いた森林ー大気間におけるメタン交換の評価

    • URL

      http://atmenv.envi.osakafu-u.ac.jp/research/research_ch4_flux/

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公開日: 2017-01-06  

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