本研究では、季節変化や空間変動を考慮した地下部バイオマスの推定と生態系純生産量の年次変動を明らかにすることを目的とした。岐阜県高山市荘川町六厩の地下部細根量を把握するため、5m×5mの調査地に、30cm間隔の格子をとり、2週間毎にランダム地点20箇所で、土壌コアにより細根と土壌を採取した。2mm以下の根を細根とした。研究室に土壌コアの内容物を持ち帰り、肉眼で生根と死根を選別し、それらの乾燥重量を測定した。細根の生産量と枯死量を求める方法(Fairley & Alexander 1985)によると、4月23日〜6月15日の期間、生産量=0.22t/ha・10cm/53days、枯死量=0.62t/ha・10cm/53days、6月15日〜8月4日の期間、生産量=0.75t/ha・10cm/50days、枯死量=0.17t/ha・10cm/50daysであった。この103日間の細根にまわる純生産量は、NPP=0.97t/ha・10cm/103daysであった。以上の研究期間のデータより、一次純生産量NPPを最終的に推定した。2000年から2004年の5年間の平均値で、この110年生落葉広葉樹二次林では、地上部についてNPP=9

本研究は、生態系が温暖化に及ぼす影響力を総合的に評価するために生態系温暖化ポテンシャル(EGWP)を提案し、限定した地域(都道府県レベル)における主要な生態系(森林、草原、農地)を対象としてその有効性を検討することを目的としている。生態系温暖化ポテンシャルは、各生態系におけるCO_2、CH_4、N_2Oの収支データから計算される。そこで、本年度は森林・草地・農地生態系を主たる研究対象地域として以下のような調査研究を行った。1.各種生態系における生態系温暖化ポテンシャルの解明森林・草原・湿地・農地生態系において、CO_2、CH_4、N_2Oガスフラックスの測定を行った。この測定に必要な消耗品等を購入した。その結果、CO2は吸収、CH4は湿地を除いて吸収、N2Oは農地が放出で外はニュートラルな生態系であることが明らかとなった。また,各生態系の生態系温暖化ポテンシャルを計算したところ,湿地が温暖化に対して最も悪影響をもたらす生態系であると評価された。また、

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

遷移段階の異なる森林生態系(落葉広葉樹林;伐採直後・50年生・110年生の森林さらに伐採後森林を再生せずススキ草原として利用している 4段階)を対象に、標準化された生態学的測定手法を用いてCO2の循環と収支を計測し、落葉広葉樹林のCO2吸収能を各遷移レベルで明らかにした。さらに、既に報告されている農業生態系(水田、畑地)と比較することにより、各生態系における年間の炭素固定量、土壌呼吸量および生態系純生産量(NEP)を評価した。年間の炭素固定量(NPP)は草原生態系(ススキ草原)で最も高く、50年生・110年生の落葉広葉樹林の3倍近い値を示した。また、土壌呼吸量も草原生態系が最も高く森林生態系の2倍以上であった。一方、伐採直後の落葉樹林の炭素固定能は最も低く、落葉樹林の1/3〜1/5を示したが、土壌呼吸量は落葉樹林の値と大きく違わなかった。さらに、水田生態系は比較的高い炭素固定能を持っているにもかかわらず、土壌呼吸量は最も低い値を示した。また、畑

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

時空間流域環境の評価:流域環境を評価するための新しい手法として、木村は衛星搭載マイクロ波レーダSARを使い、レーダ画像の差分干渉法を適用することで地表変異を捉える方法を示した。また、市橋は無農薬茶園と慣行農法茶園の昆虫相を比較することにより茶園環境を評価する方法を検討した。一方、藤原・菊池は古地図や航空写真から植生を判読し、約100年間の景観構造変化を表す手法を開発した。リモートセンシングによる流域環境の評価のうち、航空機によるものとして、小見山は岐阜大演習林(553ha)の空中写真から、森林バイオマスを樹冠面積から推定した。また宮坂は同演習林のMSS画像により樹種や造林年度の判別を試みた。人工衛星利用分野では、秋山は衛星による植生分類法を改良し長良川流域の土地利用別の窒素吸収量を推定した。また、長澤は衛星情報に加え、太陽入射角補正やDEM情報などGISデータを用いて揖斐川流域粕川の土地被覆分類を高める方法を編み出した

本研究は日本列島を中心として炭素循環の課題に下記の3つの分担課題を立ち上げて,森林や草原などの陸上生態系を対象として、これらの生態系が大気との間で大規模に行っている二酸化炭素、水、熱の交換の実態を実験的に明らかにする(分担課題1)とともに、それを支配している各種要因を植物生理学、生態学、微気象学的に解析する(分担課題2)ことを目指す。さらには個々に得られた結果を数学モデルの形で定式化し(分担課題3)、全体の因果関係を明白にする。1)各種陸上生態系における炭素・水・熱フラックスの長期連続観測2)各種陸上生態系における物質循環特性の解明3)生物圏-大気圏相互作用モデルの開発本研究は限られた研究資金を最大限に活用するため,フラックスタワーが整備されている5地点(うち3地点は常緑針葉樹林,落葉針葉樹林,落葉広葉樹林,残り2地点はC3/C4混生草原と水田)を中心にデータの蓄積と整備を行った。これらの生態系において,生態系の特性を反映したそれぞ

平成21年度は土壌呼吸に対するリター呼吸の寄与率を明らかにするために、冷温帯放牧草原において以下の実験を行った。陸域生態系は地球規模の炭素循環の中核を担っている。土壌からの土壌CO2フラックスは68～77×1015gC/yrと推定されており、これは植物の推定NPP量(50～60×1015gC/yr)を上回る。したがって、土壌呼吸の量的評価及び発生機構の解明なしに地球規模の炭素循環系を理解することはできない。その中でも草原生態系は陸域生態系においてその面積と炭素貯蓄量の30-40%を占めている主要な生態系の一つでありながら、その土壌呼吸の量的評価についての研究は少なく、とりわけ地上部リター呼吸の土壌呼吸に対する寄与率についての報告は少ない。しかしながら、リターは分解が遅いため地上に多くが蓄積されており、また、地下部と異なって周囲の環境要因の変動を受けやすく、その動態を知ることは重要である。本研究は岐阜県高山市のシバ型放牧草原にて行なった。2007年4月か

平成21年度は管理放棄されたカラマツ林において炭素動態に関する研究を行った。1997年の京都議定書において日本の温室効果ガスの削減目標が決定され、2002年にはマケラシュ合意によりその削減目標内において森林の炭素蓄積増加による吸収量が認められることとなった。日本においては人工カラマツ林の炭素固定能が高いことが認められ、今後炭素吸収林としての役割を含めた人工林の増加が予想される。一方で、日本林業の現状として放棄人工林の面積は増大し人工林の約40%は管理放棄されているとの報告もある。しかし管理放棄された森林の炭素循環に関する情報は不足している。そこで本研究では「管理放棄されたカラマツ林」という一つの生態系に着目し、炭素の動態と収支の解明を行うことを目的とした。調査は岐阜県高山市、樹齢平均約50年の管理放棄されたカラマツ林を対象に2007年から2009年の3年間にわたり行われた。植生はカラマツと林床のクマイザサの2種で構成され