【研究分野】林学・森林工学

【研究領域課題番号】17380096 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

気候変動 / 森林生態系 / 森林動態 / 水循環 / 物質循環 / モニタリング / モデル / 演習林

【研究成果の概要】

気候の異なる4つの大学演習林(九州大学:北海道,宮崎,福岡;宮崎大学:田野)で気象,水・炭素・窒素循環,樹木等の動態をモニタリングし,この観測結果に基づいて森林動態モデルと水・物質循環モデルを構築し,これを統合化して気候変動の影響評価・予測が可能なプロセスベースドモデルを構築することを目的とした.森林動態においては,長期生態研究に資する7つの森林動態モニタリングプロットを(北海道,2;宮崎,3;福岡,1;田野,1)を設置し,統一した調査方法(環境省モニタリング1000)でモニタリングを開始し,森林動態の基礎データを整備した.さらに,森林動態モニタリングに資するリモートセンシング技術を開発した.水循環においては,各種林分(スギ,ヒノキ,常緑広葉樹,竹)の蒸発散に関して樹液流計測に基づくプロセス研究を実施し,蒸発散プロセスを解明すると共に,各林分における樹液流計測に関する指針を提示した.また,国内外の長期水収支研究およびフラックス研究の成果を精査し,日本における樹木の生長・林分密度・樹種の変化が流域の水収支に及ぼす影響を明らかにするとともに,簡便な蒸発散プロセスモデルを構築した.物質循環においては,日本で観測例がほとんどない蛇紋岩帯の試験流域で総合的な水・物質循環観測を実施し,従来日本で常識とされていた水・物質循環プロセスは,基岩が異なる場合適用できないことを明示すると共に,出水時と低水時の窒素・リンの流出形態の違いを明らかにし,実用的で精度の高い窒素・リン流出モデルを構築した.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】16,310千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】林学

【研究領域課題番号】10306009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

森林 / 水循環 / エネルギー循環 / 蒸散 / 樹液流 / 土壌水分 / リター / モデル / 森林場 / 観測システム

【研究成果の概要】

本研究は、森林における水・エネルギー循環と連結した物質循環の研究に波及させ、森林環境影響評価に関係する国内外の研究の発展に貢献する意図をもって行われた。具体的には、森林場(小流域スケール、あるいは2km〜20kmのメソスケール)での各循環の素過程を定量的に解明し、水量、水質、およびエネルギー循環プロセスの相互の関係を明らかにし、互いの循環への変換系を構築し、総合的な水・エネルギー循環システムモデル(SPACモデル)を開発することを目的とした。
九州大学福岡演習林に,共同観測プロジェクトを基盤として「水・エネルギー循環動態観測試験地(3次元超音波風速温度計、樹液流計測、土壌水分量計測、酸性降下物計測、林内雨・樹幹流計測、浸透流出水計測など)」を整備し、詳細で精密な観測に基づいて、以下について検討した。
(1)それぞれの素過程の正確で詳細な現象の定量的な観測をもとに、各循環システムの素過程の動態を定量的に明らかする。
(2)観測データをもとにした基礎理論モデルを作成し、数値シミュレーションによって、現象を一般的に明らかにする。
(3)各循環の要素量で、相互に同定でき、相互に変換可能な「蒸発散量」、「潜熱量」、および「土壌水分量」を共通物理量として、水収支、エネルギー収支に伴う水分量の変動と水質変化、それらの相互変換システムを明らかにする。
(4)森林場の各循環の入力に反応する総合的な水・エネルギー循環モデルを構築し、降雨、日射によって生じる各循環の動態を総合的に明らかにし、蒸発散量、水分動態の量と質をもとに、森林が水・エネルギー循環過程において環境に与える影響評価を可能とする。
これらの研究によって、従来、個別にしかシミュレーションできなかった各循環システムを,各循環の影響を総合的に評価できる水文モデル(SPACモデル)を構築した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1998 - 2000

【配分額】29,100千円 (直接経費: 29,100千円)