更新日:2010年5月11日

ここから本文です。

平成14年度 交付金プロジェクト研究課題 終了時評価結果

課題名 : 森林、海洋等におけるCO2 収支の評価の高度化(森林部門)

主査氏名(所属): 佐々 朋幸(研究管理官)

担当部署 : 植物生態研究領域、立地環境研究領域、気象環境研究領域、林業経営・政策研究領域、北海道支所、東北支所、関西支所、四国支所、九州支所

外部参画機関 : 静岡大学農学部森林資源科学科

研究期間 : 平成11~14年度

1.目的

わが国の森林及び海洋におけるCO2 収支にかかわる様々な要因を解析・整理し、森林及び海洋のCO2 吸収・固定量を精度高く推計するとともに、固定能の評価法を開発する。

2.研究成果の概要

森林資源量・生産力の全国評価においては、行政統計や既往の調査資料をもとに1990年および2000年時の森林バイオマスにおける全国の炭素貯留量を推計するとともに、1990年時の森林土壌における全国の炭素貯留量を推定した。さらに、立地環境要因とバイオマス生長量の回帰分析にもとづいた森林タイプ毎の潜在生産力の推定方法を開発した。

主要樹種のCO2収支特性については、ブナ・イヌブナ(福島)、コジイ(熊本)の月別・年間総光合成量、ヒノキ人工林(茨城)における幹呼吸の月別・年間幹呼吸量を推定した。また、林木個体の呼吸量(20℃)が森林帯をまたがって統一的に個体サイズの巾乗式で表せることを明らかにした。土壌呼吸・有機物分解については、全国25地点における年間土壌呼吸量(チャンバー法)とスギ、ヒノキ等主要樹種の分解速度を明らかにした。また、根呼吸の推定手法として積み上げ法が簡便で広域評価に適していることを明らかにした。

全国6カ所におけるCO2フラックス観測においては、各サイトで3年間の連続測定を実施し生態系純ガス交換速度の季節変化を明らかにするとともに、生態系純生産量(年間)を推定した。とくに、開葉~落葉のフェノロジーの年変動を反映した落葉広葉樹林のCO2吸収活動の変化、気温に対する光合成・呼吸の生理反応を反映した常緑針葉樹林(アカマツ、スギ)のCO2吸収活動の変化を明らかにすることができた。

森林におけるCO2収支の総合評価においては、主要造林樹種の幹材積成長曲線を地域別に定め、単位面積当たりのCO2 貯留量、固定量を推定した。また、改良を加えた個体ベースの森林動態モデルにより関西の広葉樹二次林、シイ・ヒノキ混交林の動態をシミュレートし、林分のバイオマス、純生産量がある巾で増減を繰り返すことを予測した。さらに、汎用性のある個体ベースの炭素循環モデルの開発を進め、林分の生産構造、林冠光合成、木部呼吸、リター生産のモジュールを作成した。パラメータのデータセットの充実が必要であるが、これにより主要な森林タイプの純生産速度のシミュレーションが可能になった。

3.発表業績

  • 1)Yukio Yasuda and Tsutomu Watanabe, Comparative measurements of CO2 flux over a forest using closed-path and open-path CO2 analyzers. Boundary Layer Meteorol. 100:191-208, 2001
  • 2)Suzuki, S., Kitamura, K., Nakai, Y., Abe, S., Shirai, T. and Terajima, T., Measurements of CO2 and energy fluxes above a secondary-successional deciduous forest in a cool-temperate and snowy zone, Northern Japan. CGER-Report-M-011-2001 (Proc.International workshop for advanced flux network and flux evaluation), 139-143, 2001
  • 3)Kominami, Y., Miyama, T., Tamai, K., Nobuhiro, T. and Goto, Y., Seasonal variation of CO2 flux over a deciduous broad-leaved forest in Japan -Preliminary result from observation 2000-. CGER-Report-M-011-2001 (Proc.International workshop for advanced flux network and flux evaluation), 149-152, 2001
  • 4)Shimizu, T., Shimizu, A., Miyabuchi, Y. and Ogawa, Y., Observation of CO2 exchange over artificial coniferous forest stands in the warm temperate region, Kyushu, Japan. CGER-Report-M-011-2001 (Proc.International workshop for advanced flux network and flux evaluation), 153-156, 2001
  • 5)Ohtani, Y., Mizoguchi, Y., Watanabe, T. Yasuda, Y. and Okano, M., Seasonal change of CO2 flux above an evergreen needle leaf forest in temperate region, Fujiyoshida, Japan. CGER-Report-M-011-2001 (Proc.International workshop for advanced flux network and flux evaluation), 129-132, 2001
  • 6)Watanabe, T., Y. Yasuda, K. Yamanoi, Y. Ohtani, M. Okano and Y. Mizoguchi, Seasonal variations in energy and CO2 fluxes over a temperate deciduous forest at Kawagoe, Japan. CGER-Report-M-011-2001 (Proc.International workshop for advanced flux network and flux evaluation), 11-17, 2001
  • 7)Kitao M. et al., Susceptibility to photoinhibition of three deciduous broadleaf tree species with different successional traits raised under various light regimes、Plant, Cell and Environment 23:81-89, 2000
  • 8)Uemura A., Ishida A., Nakano T., Terashima I., Tanabe H., and Matsumoto Y., Acclimation of leaf characteristics of Fagus species to previous-year and current-year solar irradiance. Tree Physiology 20:945-951, 2002
  • 9)Yazaki K., Funaka R., Mori S., Maruyama Y., Abaimov A.P., Kayama M.and Koike T.、Growth and annual ring structure of Larix sibirica grown at different carbon dioxide concentrations and nutrient supply rates. Tree Physiology, 21, 1223-1229、2001
  • 10)Morisada, K., Imaya, A., and Ono, K., Temporal changes in organic carbon of soils developed on volcanic andesitic deposits in Japan. Forest Ecology and Management, 171(1-2), 113-120, 2002
  • 11)中井裕一郎・三枝信子・平野高司・Robert Evans・大谷義一・平田竜一・鳥山敦・北村兼三・鈴木覚・山本晋, 2001年8月、苫小牧と札幌で行われた日米フラックス比較観測, 水文・水資源学会誌, 15(6), 665-672, 2002
  • 12)福田未来・家原敏郎・松本光朗,アカマツ,カラマツにおける部位別現存量と林齢との関係,日本林学会関東支部大会発表論文集,53,2002
  • 13)稲垣善之, 木材の初期分解における窒素負荷の影響.森林応用研究, 10:43-50, 2001
  • 14)伊東宏樹, シミュレーションモデルによる広葉樹二次林の遷移の予測-銀閣寺山国有林について-.森林応用研究10:27-35, 2001
  • 15)伊東宏樹, POV-Rayを使用した林分のデータの可視化,森林応用研究11(2): 63-67, 2002
  • 16)荒木眞岳・川崎達郎・千葉幸弘, ヒノキの幹における呼吸速度の垂直分布と季節変化、日本林学会関東支部大会発表論文集 53: 93-94, 2002
  • 17)森貞和仁・小野賢二, 森林土壌の細土容積重と理化学性との関係について, 日林関東支論 54: 169-170, 2003
  • 18)原山尚徳・矢崎健一・上村章・小池信哉・石田厚、ブナ科樹木の葉フェノロジーと光合成速度の季節変化、日本林学会関東支部大会発表論文集54: 159-160, 2003
  • 19)齊藤哲、林冠頂部の葉の光合成および暗呼吸の一日の変動と環境要因,九州森林研究 56:78-81, 2002
  • 20)飛田博順・北尾光俊・丸山温、ケヤマハンノキの根粒形成に及ぼす高CO2濃度と窒素供給量の影響、日林北海道支部論文集50: 24-26
  • 21)横田岳人・森茂太、樹木における呼吸消費器官レベルから個体レベルを経て群落レベルの呼吸消費へ、日本生態学会誌
  • 22)小野賢二・鹿又秀聡・森貞和仁、日本の森林における堆積有機物量の評価手法の検討.日本林学会関東支部大会発表論文集53: 143-144、2002
  • 23)酒井正治・佐藤保、コジイ林における土壌呼吸とリターフォール.九州森林研究,56,242-243, 2003
  • 24)酒井佳美・田中永晴・高橋正通、北海道の主要樹種における材の初期分解速度,日本林学会北海道支部論文集51: 64-66, 2002

4.評価委員の氏名(所属)

金澤 洋一(神戸大学大学院自然科学研究科教授)
丹下 健(東京大学大学院農学生命科学研究科教授)

5.評価結果の概要

プロジェクトを通して新たな知見も得られており、個別の課題は学術的に高い評価が得られると思うが、資源量・生産力の全国評価、CO2収支特性、CO2フラックス観測の3つの個別課題の成果が総合的評価を行った課題に十分に活用されたとは言えない。全国推計の課題については当初の目標を達成しているが、ここで得られた全国推計値相互の関係性についての整理が必要であろう。

森林生態系の炭素収支の3つのアプローチである光合成法、積み上げ法、フラックス法によるクロスチェックが足りないと感じる。特に積み上げ法によるチェックが欲しかった。また共通の土俵に立って、この3つのアプローチの中で個々の研究を位置づけ、相互に提供できるパラメータの充実も更に望みたいところである。

6.評価において指摘された事項への対応

CO2フラックス観測サイトにおいて、光合成、幹呼吸、土壌呼吸等、炭素循環に関わる各コンパートメントが部分的にしか測定されていなかったことに大きな問題があった。また、積み上げ法による純生産量が推定されたサイトも限られていたため、クロスチェックが不十分であったことは否めない。そのため、後継プロジェクトとして、交付金プロジェクト「CO2フラックス観測の深化とモデル化による森林生態系炭素収支量の高度評価」(H15~17)を立ち上げ、CO2フラックス観測サイトにおいて、積み上げ法はもとより、光合成、幹呼吸、土壌呼吸等、炭素循環に関わる各コンパートメントの測定を充実させ、クロスチェックが可能な体制を整える。また、統合化(モデル化)に当たっては、モデルを担当する課題から必要なパラメータを具体的に示すとともに、各サブリーダーが主体となってデータの提供、共有化を図るようにしたい。

なお、本プロジェクトで得られた全国推計値相互の関係については、研究推進リーダーが整理し、成果の公表においては誤解を生じないよう提示する。

 

お問い合わせ

所属課室:企画部研究管理科研究安全管理室

〒305-8687 茨城県つくば市松の里1