Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

森林樹冠 / 物質循環 / 湿性沈着 / 乾性沈着 / 山地林生態系 / 霧 / モデル / 山地林 / 林内雨 / 樹冠 / 溶脱 / 吸収 / 大気汚染防止・浄化 / 植物 / 森林水文 / 物質循環モデル / 霧水沈着 / 溶脱・吸収 / 物質収支モデル

本研究はアジアの2箇所の山地林生態系をモデルサイトとして,森林の樹冠部における無機イオン物質の循環プロセスの解明を目的とした.日本のブナ林サイトを構成する主要3樹種であるブナ,イヌブナ,ツガを対象にした観測した結果から,1)ブナとイヌブナの林内雨や樹幹流によって樹冠下へ供給される1年間のKの量は,同サイトのツガより多いこと,2)常緑針葉樹であるツガの樹冠下に供給されるMgとCaとNO3の量はブナやイヌブナよりも大きいことを明らかとした.タイの丘陵性常緑林においては,森林の樹冠部における無機イオン物質の循環プロセスに大きな影響を与える霧の発生パターン(日変化,季節性,年々変化)やその林内雨量への影響を明らかにした.

汽水域 / 安定同位体比 / 炭素循環 / 窒素循環 / モデル / 河口域 / 有機物 / マングローブ / 海草藻場 / 環境分析 / 沿岸海洋 / 物質循環 / 懸濁態有機物 / 同位体マスバランスモデル / 栄養塩スパイラル / 硝酸態窒素

生物地球化学的物質循環上重要な各種の有機・無機化合物の炭素・窒素・酸素安定同位体比を手掛かりとして、河口域における物質の起源と変換プロセスを明らかにする研究手法を開発検証した。またこうした手法により得られるデータを効果的に利用して陸域から海域への物質輸送の在り方を評価するためのモデルによる解析手法を開発・提案した。

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

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.

森林 / 農耕地 / 草地・草原 / 持続的生産性 / 炭素動態 / 種多様性 / リモートセンシング / モデル / 持続的生産 / 土壌呼吸 / 土地荒廃 / 物質循環 / 耕地生態系 / 草原生態系 / 衛星データ / 環境保全 / 生態系 / 持続性 / 草原 / データベース / ベータ・二項分布

本研究では農林生態系の持続的生産性を表現しうる指標作りを行った。手法として、(1)生態系への炭素蓄積量やその動態によって判断する方法、(2)生態系を構成する種の多様性や不均一性を数学モデルで指標化する方法、そして、(3)物質循環の連続性を表す数学モデルや分光放射値から植生指数を作成して系の安定性判定に適用する方法について、森林、草原、農地に当てはめて検討した。
(1)炭素収支から推定する方法:小泉は、水田、一毛作畑地、二毛作畑地を対象に炭素の動態と収支を測定した結果、水田作が最も持続性の高い農法で、次いで二毛作畑、一毛作畑の順に持続性が高いと判定した。一方、秋山らは1haの冷温帯落葉広葉樹林の炭素貯留量と動態を、100地点で生態系構成要素別に測定する詳細現地調査法で計測した。7つの構成要素の現存量と炭素含有率を調べた結果、土壌圏が炭素の巨大なプールになっていることが判明した。
(2)種多様性から推定する方法:草原生態系の安定性は草原を構成する種の多様性と空間分布によって推定できる。ベータ二項分布を使って中国内蒙古草原を調査した結果、種の出現率は放牧圧によって変化し、禁牧によって植生が回復する過程をベータ二項分布等の指標で表示することができた。
(3)モデルとリモートセンシングによる監視法:秋山らは衛星データを使った正規化植生指数及び気象データから内蒙古草原の草量の季節変化を推定した。これを用いて地域別の草量分布や適正家蓄頭数、草量の年変化を推定することができる。一方、板野は色々な生育状態のライグラス草地の分光放射特性を計測し、植生の粗密、生育の遅速等を判定し、草量、植被率、自然草高との関係をモデル式で表した。篠田は流域内での物質循環の連続性を表す指標を提案した。用いる流域内物質収支モデルの構築、およびその境界条件データの特定化に必要となる詳細な土地被覆情報を、人工衛星画像から抽出する方法を提案した。
以上の結果、対象とする生態系ごとに持続的生産性を表す適当な指標を設定することができた。

【研究分担者】
熊谷朝臣	九州大学	大学院・農学研究院	准教授	(Kakenデータベース)
榎木勉	九州大学	大学院・農学研究院	准教授	(Kakenデータベース)
智和正明	九州大学	大学院・農学研究院	助教	(Kakenデータベース)
小松光	九州大学	大学院・農学研究院	助教	(Kakenデータベース)
高木正博	宮崎大学	農学部	准教授	(Kakenデータベース)
井上晋	九州大学	大学院農学研究院	助教授	(Kakenデータベース)
村上拓彦	九州大学	大学院・農学研究院	助手	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
板野志郎	室長	(Kakenデータベース)
篠田成郎	岐阜大学	流域圏科学研究センター	助教授	(Kakenデータベース)
小泉博	岐阜大学	流域圏科学研究センター	教授	(Kakenデータベース)
塩見正衛	茨城大学	理学部	教授	(Kakenデータベース)