【研究領域課題番号】21H02229 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

土地利用変化 / 水循環 / 炭素循環 / 東南アジア / プランテーション

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】森林科学

【研究領域課題番号】15H04512 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

植生遷移 / 炭素循環 / 水循環 / 環境応答 / 落葉広葉樹 / 葉群フェノロジー / 生態系機能 / 蒸散量 / 気候変動 / 環境応答特性 / 樹液流

【研究成果の概要】

本研究の目的は植生遷移に伴う落葉広葉樹林生態系機能の環境応答特性の変遷とその変動機構をフィールド観測と生態系モデルによって解明することである。ダケカンバ（遷移初期種）とミズナラ（遷移中後期種）を重点的に調査したところ、（１）両種の葉群フェノロジーの相違性が、植物生理特性や蒸散特性に影響を与えること、（２）ダケカンバ林からミズナラ林への遷移を想定した場合、水循環よりも炭素循環への影響が大きいことが示唆された。本研究により、生態系機能の現状診断と変動予測の高度化を図る上で、樹種別の葉群フェノロジーおよび水・炭素循環の環境応答特性と、優占種の変遷に着目することが重要であることが示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】森林科学

【研究領域課題番号】23405028 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境対応 / 環境変動 / 国際協力 / 水循環 / 炭素循環

【研究成果の概要】

インドシナ内陸部山地において、ゴム林が急速に拡大しており、さらに今後の加速が予測されている。ゴム林への土地利用変化が生物多様性や局地の水・炭素循環に及ぼす悪影響が指摘され始めているが、その定量的評価は絶対的に不足している。またゴム林の拡大により、リファレンスシナリオにゴム林における炭素吸収・排出量の評価値を反映させる必要性が高まっている。そこで本研究では、ゴム林造成とその背景となる環境変動が地域の水・炭素循環に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、詳細なフラックスタワー観測を元にゴム林に特化した天然ゴム生産を含む全球植生動態モデルを開発し、それによるゴム林の水・炭素収支評価を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】21255001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

気候変動 / 環境変動 / 生物圏現象 / 水循環 / 炭素循環 / 自然現象観測・予測 / フラックス / ガス交換 / 光合成 / 呼吸 / 蒸発散 / フェノロジー / 環境撹乱 / データベース / 安定同位体 / 降雨

【研究成果の概要】

われわれは,東南アジアの熱帯林(熱帯雨林,熱帯季節林,熱帯泥炭林)の11ヵ所において,二酸化炭素(CO2)の吸収(光合成)・放出(呼吸)や蒸発散の連続観測を行っている。得られた長期の観測データを用いて,熱帯林のガス交換過程(光合成,呼吸,蒸発散)の特性を解析し,ガス交換過程を規定する要因を明らかにするとともに,降雨パターンがガス交換過程に与える影響を評価した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】48,230千円 (直接経費: 37,100千円、間接経費: 11,130千円)

【研究分野】農業土木学・農村計画学

【研究領域課題番号】17380139 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ホメオスタシス / 水循環恒常性機能 / 炭素循環恒常性機能 / 熱的恒常性機能 / 塩類集積地 / プライミング効果 / 熱環境 / 環境保全戦略 / 土壌環境 / 土壌修復 / 塩類集積 / 半乾燥地 / 熱帯雨林 / 炭素循環 / 森林火災 / バイオベンティング / メタン / カドミウム / 土壌微生物 / ゼロフラックス面 / ファイトリメディエーション / 水循環

【研究成果の概要】

土壌のホメオスタシス機能、すなわち、恒常性機能あるいは平衡維持機能は、土壌が示す物理的・化学的・生物的緩衝作用によって発現する。したがって、土壌のホメオスタシス機能を回復することは、重要な環境保全戦略となりうる。本研究は、土壌が本来有しているホメオスタシス機能を最大限に引き出すことによる環境保全戦略を創出することを目的とした。そのために、土壌のホメオスタシス機能として、水循環恒常性機能、炭素循環恒常性機能、熱的恒常性機能に着目し、既存知識を整理し、現状分析・問題点の抽出・ホメオスタシス機能回復戦略の提示を行った。これらを検討した結果、以下が明らかにされた。
1.水循環恒常性機能では、数mmの降雨や数mm相当の山岳融雪水による地下水涵養が、中国東北部に広がる塩類集積地において地下水位を著しく上昇させること、その地下水位上昇を、わずかな耐塩生植物による蒸散促進が防御している可能性が高いことを示唆した。
2.炭素循環恒常性機能では、土壌水分、土壌深さ、地温、降雨などがCO_2ガス放出に及ぼす影響を実証し、新規性のある知見を得、学会発表、論文公表を行った。同時に、土壌に投与する有機物の種類によって、地球温暖化ガスCO_2の大気への放出量や放出経緯が異なることに着目し、プライミング効果の検討が進んだ。
3.熱的恒常性機能では、インドネシア熱帯雨林の森林火災に着目し、土壌中の熱移動現象や、揮発した水蒸気、炭素、窒素などの土中移動現象を測定・解析し、この知見を元に、熱環境の変化に対する土壌のホメオスタシス機能を評価した。
「土壌が有するホメオスタシス機能の最適化による環境保全戦略」研究は、平成20年度を最終年度として計画したが、平成19年度で終了し、平成20年度初年度の基盤研究(A)「土壌圏を媒体とする物質循環のミッシングソース・ミッシングシンクに関する研究」に発展的に引き継がれることになった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】15,730千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 630千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】13575035 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

炭素循環 / CO_2 / 草原 / チベット / 光合成 / 土壌呼吸 / エネルギー収支 / 水循環 / CO2 / 高山植物 / 蒸散 / CO2フラックス / 炭素蓄積 / 強光阻害

【研究成果の概要】

本研究の最終年度では、青海草原の炭素循環のプロセスとメカニズムを解明するため、中国青海省海北地区のKobresia草原において、引き続きCO_2・H_2Oと熱フラックスの長期観測、草原植物の光合成・呼吸特性測定を行うと同時に、モデリングによって草原の炭素動態(炭素吸収と放出の時間変動)に関するシミューレーションを行なった。本年度の主な研究結果として、(1)冬季蘚苔類の光合成と生態系合成がなかったことが判明した。また、生態系呼吸の変化は土壌温度に依存し、とくに土壌温度が0度前後にその依存関係が大きく変化することを示した。その結果をSoil Biology and Biochemistry誌に公表した。(2)一方、2005年3月に現地蘚苔類を採集し、光合成に及ぼす温度と湿度の影響についての測定を行なった。その結果では、チャンバー内温度が10℃前後で湿度が40%であると明らかな光合成反応を示すことがわかった。一方、光の急激な変動に対して蘚苔類が「速やかな」光合成速度の変化を示した。現在、その結果をさらに解析し、論文を作成中である。(3)チベット高原草原の炭素循環プロセスを解明するため、シミュレーションモデルとこれまで40年間の気象データを使って、草原炭素収支の時間変動を詳しく解析してみた。その結果、過去40年ではチベット高原草原生態系は、吸収量が少ないながらCO_2のシンクであること、と過去20年ではそのシンクの強度は大きく減少したことが分かった。一方、植物生理生態特徴を注目してKobresia草原の炭素動態の時間変動をモデルでシミュレーションした結果では、強広環境は高山草原の炭素収支を5%程度低下させたことが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2004

【配分額】11,600千円 (直接経費: 11,600千円)