AsiaFlux Newsletter No.6

2003年6月号
通巻 No.6
AsiaFlux Newsletter
目次
●シンポジウム「The Carbon Balance of Forest Biomes」参加報告
●環境省プロジェクト「21世紀の炭素管理に向けたアジア陸域生態系の統合的炭素収支研究」
開始に当たって
●Introduction and Activity of KoFlux Measurement Sites
●苫小牧フラックスリサーチサイトの概要
●AsiaFlux Newsletter 記事の募集
シンポジウム「The Carbon Balance of Forest Biomes」参加報告
国立環境研究所高橋善幸
2 0 0 3 年 4 月1日から 4 月 4日にかけて、英国・
Southamptonで開催されたSociety of Experimental
Biology (SEB)の年会のシンポジウムThe Carbon
Balance of Forest Biomesに参加してきたのでこれを
報告する。このシンポジウムはSEBと British
Ecological Society (BES)のもとでHoward Griffiths教
授 (Univ. of Cambridge, 英国)とPaul Jarvis教授
(Univ. of Edinburgh, 英国)が主催したものであり、
Campbell ScientificやLi-Cor、ThermoFinniganといっ
た観測機器や質量分析計の製造元協賛のもと、約
20名の招待講演者をはじめとして、森林での炭素
収支の研究に関して世界で活躍する多くの研究者
が参加した。
不運にも、イラク戦争の最中ということもあり、
日本からの発表者を含めキャンセルも数件あった
が、大会期間を通して会場となったUniversity of
Southamptonでは、150人収容の大講義室がほとん
ど満室であり、活発な討論が繰り広げられた。
AsiaFlux関係者としては、国立環境研究所から私
と梁乃申の2名が参加し、口頭発表を行った。
このシンポジウムの初日4月1日には「全球規模、
地域規模での展望」と題したセッションが開かれ
た。小型航空機を用いた森林直上でのフラックス
空間分布の観測風景の動画(J. Grace, Univ. of
Edinburgh, 英国)、またNBP(Net Biome Productivity)
というこれまでのNPPに比べ時間的空間的に大き
な炭素収支パラメータのCO 2 増加に対する応答の
地域毎(ヨーロッパ、アマゾン、シベリア)の違い
の推定の結果(P. Ciais, LSCE フランス; 発表はJ.
Graceが代理)、そして境界層内とその上部の自由
大気でのCO 2 の同位体比の観測による大きなスケ
ールでの呼吸・光合成CO 2 フラックスの分離評価
(B. Helliker, Carnegie Institution of Washington, 米国)
など、現在進展している研究の最先端の動向や、
気候変動に対する森林の炭素収支の変動を予測す
るための様々な観点からの試みについての発表が
あり、どれも非常に興味深い内容であった。夕食
後には、ワインを用意しての親睦会とポスターセ
ッション参加者によるショートプレゼンテーショ
ンが行われた。
翌日は「地域スケールでの炭素の蓄積」
「主要な
森林生物帯での炭素の貯留」というタイトルで、
FluxNetのリーダーであるD. Baldocchi(UC Berkeley,
米国)らが、各地で行われている渦相関法を中心と
したフラックス観測の現状と収支見積もりのスケ
ールアップに関する試み、そして現在のフラック
ス観測の抱えている問題点などについての発表を
行った。梁乃申も苫小牧フラックスリサーチサイ
トにおいて実施している独自開発した数種類の自
動チャンバーシステムを用いた成分フラックス
(根、幹、葉)の観測とこれまでに得られた成果を
紹介した。発表中は緊張していたようだが、内容
についての評価も高く、AsiaFluxのアクティビテ
ィーを示す上でも良いアピールとなったようだ。
セッション後には関連研究者と様々なノウハウの
交換を行うことにより、AsiaFlux内の活動だけで
AsiaFlux Newsletter No.6
発表を行う筆者
梁特別研究員（壇上中央）の発表
この日の夕食には学会参加者全体のディナーが
開催された。同じ分科会の参加者が固まるように
テーブルに案内され、ワインを飲みながら歓談し
た。研究に関する知見の交換だけでなく、会場と
なったイギリスの食事に関する議論やら、国によ
る研究者の「ノリ」の違いなど、文化的な交流
(？)も盛んに行われた。途中からは生バンド演奏
も入って、研究者の集会らしくないドンちゃん騒
ぎが夜中まで続いたようだ。(私はワインの飲みす
ぎで途中脱落してしまった。)
最終日となった4日目は「森林の炭素貯留の将来
的な可能性」という題目で議論が行われ、森林の
管理や人為的な操作による大気CO 2 濃度上昇の緩
和の可能性などを中心として議論が行われた。最
後に、オーガナイザーの Paul Jarvisが「Carbon
Forestry」というタイトルで、炭素貯留を念頭にお
いた森林管理の取り組みの重要性を述べ、Howard
Griffithsが今回のシンポジウムの総括を行った後、
森林の炭素収支を明らかにするための重要な問題
点についての総合討論を行い閉会した。
シンポジウムを通して、森林の炭素収支を明ら
かにするという大きなテーマの緊急性、そして生
理学・生態学・地球化学・気象学など様々な分野
の研究者が学際的に互いの知見を共有しつつ研究
を進展させることの必要性が、多くの発表で強調
されていたことが印象的であった。また、欧米で
は国や学問領域を超えた人的交流が非常に活発で
あり、これが研究のアクティビティーを高める重
要なポイントとなっている。現時点では、観測を
ベースとした研究は主に北南米やヨーロッパを中
心としたものである。アジア域の気候的・植生的
な特色を考えれば、AsiaFluxネットワークから得
られるデータは、全球規模の研究の進展に欠かせ
ないものであり、今後の積極的な情報発信と学術
的な交流により、世界的な研究コミュニティに大
きく貢献するはずである。
左隣はプロフィールについて質問するオーガナイザー
のPaul Jarvis教授。
「あなたはどこの国から来たのです
か？」
「もともとは中国なのですが、今は日本の研究所
で研究をしています。
」
は得られない貴重な知見を得ることが出来たよう
である。
この日の夕方はポスターセッションのコアタイ
ムに設定されており、スポンサーのデモ・ブース
周辺では、無料で振舞われた本場の英国名産のPale
Ale(ビールの一種)を片手に、議論に熱が入った。
3日目は前日のセッションの続きとして、熱帯雨
林での炭素収支についての解析(Y. Malhi, Univ. of
Edinburgh 英国)などの発表が行われた後、
「炭素
収支の成分」と題されたセッションが行われた。
ここでは、土壌呼吸フラックスなど、森林内での
炭素収支に関する成分フラックスについての議論
が行われた。北方林での土壌呼吸における微生物
呼吸と根呼吸の各成分の分離に関する様々な試み
(P. Hogberg, SLUスウェーデン)や、大気と森林の
CO 2 交換に関する同位体を用いた研究の結果など
が紹介された。私も、苫小牧フラックスリサーチ
サイトで観測された生態系を呼吸起源とするCO 2
の安定同位体比の時間的な変動性とその要因につ
いて発表を行った。英語圏で英語のプレゼンテー
ションを行うということで、英語のあまり得意な
方ではない私は大変緊張したが、発表の前半に用
意しておいた「お笑いポイント」(内容は秘密)で
狙い通りのウケを取ることが出来たので、その後
は緊張もほぐれて予定通り発表を終えることが出
来た。これは、全体を通して感じたことであるが、
多くの欧米の研究者は発表の中にユーモアに富ん
だジョークを絡めることが多く、専門の違う聴衆
を飽きさせない発表が大変多い。自分の発表を印
象付けるためにも、こうしたプレゼンテーション
のスキルをもっと磨いておきたいと思った。
2
2003年 6月号
環境省プロジェクト「21世紀の炭素管理に向けたアジア陸域生態系の
統合的炭素収支研究」開始に当たって
筑波大学及川武久
平成14年度から、環境省の地球環境研究総合推
進費の中の戦略プロジェクトとして、標記の研究
が5年計画(第Ⅰ期：平成14年度∼平成16年度、第
Ⅱ期：平成17年度∼平成18年度)で始まった。この
研究プロジェクトの大きな狙いは、地球温暖化の
主因である大気中CO2 濃度上昇の抑制を目指して、
陸域、特にアジア地域の大気−陸域間のCO 2 の交
換の実態を統合的に明らかにすることにある。本
プロジェクトでは、下記の4つのテーマとサブテー
マのもとに研究を推進する。
よる陸域生態系の炭素収支解析
本研究では、シベリアから東南アジアに至る東
アジアの代表的な植生−土壌系を亜寒帯、温帯、
熱帯別に選定し、微気象学的方法による森林・草
地生態系のCO 2フラックスや、チャンバー法によ
る土壌呼吸・植物呼吸、光合成など主要な炭素循
環プロセスを、統一的方法で、原則通年観測する。
また、重点観測サイトにおいては、植物現存量、
枯死脱落量、年間成長量、炭素・酸素安定同位体
比、分光測定によるフェノロジー変化(生物季節変
化)などの調査をあわせて行う。さらに、各地域の
特性や対象生態系に特徴的な重要なプロセスを解
明し、新たな研究方法・手法の開発なども併せて
実施する。
Ⅰ「ボトムアップ(微気象・生態学的)アプローチ
による陸域生態系の炭素収支解析」
テーマリーダー：山本晋(産業技術総合研究所)
(1)森林生態系における炭素収支の定量的評価
(2)草地・農地生態系における炭素収支の定量的評価
(3)土壌圏における炭素収支の定量的評価
(4)陸域炭素収支のデータベース構築と総合的解析
2. トップダウン(大気観測)アプローチによるメソ
スケールの陸域炭素収支解析
本研究では、1のボトムアップ(微気象・生態学
的)により陸域生態系の炭素収支を推定する方法と
は逆に、大気中のCO 2 濃度の観測から、その下の
面での吸収・放出量の分布を推定する。すなわち、
地表面におけるCO 2 の吸収・放出と大気中の移流
拡散の結果として大気中のCO 2濃度の空間分布が
決まるので、CO 2濃度の分布観測から逆に地表面
の炭素収支を推定していく。この推定値をボトム
アップアプローチによって得られた結果と比較検
討することによって、より客観的なCO 2 収支の推
定を行うとともに、森林によるCO 2 収支モデルや
スケールアップの方法の妥当性を検証する。
Ⅱ「トップダウン(大気観測）アプローチによるメ
ソスケールの陸域炭素収支解析」
テーマリーダー：井上元(国立環境研究所)
(1)大気観測ネットワークによる二酸化炭素のメソ
スケールの分布とその変動の解析
(2)メソスケールのインバースモデルの開発による
二酸化炭素収支分布の推定
Ⅲ「アジア陸域生態系の炭素収支変動予測と21世
紀の炭素管理手法の検討」
テーマリーダー：甲山隆司(北海道大学・地球環
境科学研究科)
(1)陸域生態系吸収/放出の近未来予測モデルの開発
(2)炭素循環モデルの国際比較と高度化観測
(3)二酸化炭素収支のモデルによる予測のための情
報基盤整備
(4)21世紀の陸域炭素管理オプションの総合評価と
炭素収支の統合予測モデルの開発
3. アジア陸域生態系の炭素収支変動予測と21世紀
の炭素管理手法の検討
本研究では、テーマ1と2で得られる炭素収支変
動パターンなどの野外観測データと、将来のCO 2
収支の変動を予測するために整備される基盤情報
を用いて、陸域生態系の炭素収支モデルを高度化
するとともに、人間活動に伴う気候変動が陸域生
態系の炭素収支にどのような影響を及ぼすかを予
測する。また、得られる科学的知見を政策的に反
映させ、活用を図っていく上での中長期的な炭素
管理方策を提案する研究も試みる。
Ⅳ「プロジェクトの統合的推進と情報共有」
テーマリーダー：及川武久(筑波大学・生物科学系)
1. ボトムアップ(微気象・生態学的)アプローチに
3
AsiaFlux Newsletter No.6
目とデータセット作成要領
①タワーサイト微気象・フラックス観測データ
セット
②タワーサイト光合成・植物呼吸・土壌呼吸・
土壌分類データセット
③タワーサイトバイオマス量・植生特性データ
セット
④タワーサイト周辺衛星データセット
4. モデル利用データ・出力データの種類と内容
① 陸域生態系モデル
② インバースモデル
5. データベース支援体制・データベース化作業手順
6. まとめ：課題と今後の検討事項
4. プロジェクトの統合的推進と情報共有
本研究では、上記3つのテーマで得られたデータ
を集積し、それを参加研究者が共有し、効率の良
い密接な連携をとるため、プロジェクトリーダー
の下にGISデータベースの管理を行う。また、テー
マ間の成果の相互比較やプロジェクト進行管理の
ための情報基盤を整備する。
本プロジェクト全体の構成は、上に示したよう
に、テーマ1∼3で現地での観測研究やモデル研究
を進めるとともに、テーマ4で全体の統合を図る形
をとっている。この研究プロジェクトに限らず、
環境科学的な総合研究は一点に集中すると言うよ
りは、かなり幅広い多様な情報に基づいて全体像
を明らかにしていく必要がある。従って、今回の
プロジェクトに参加する研究者も100名に迫る大組
織となっており、所属機関も独立行政法人化した
多くの研究所や大学など多岐にわたっている。し
かし、全体像を明らかにするためには個々の研究
者の成果を単に寄せ集めただけでは極めて不十分
である。真に科学的な研究成果を挙げるためには、
統合化が必須の条件となる。このような統合化の
必要性は広く認識はされているものの、それを実
現するのは容易なことではない。
平成14年10月、アドバイザリーボードの先生方
においでいただいて、第1回の全体会議を開催した。
その際も委員長の田中正之教授(東北工業大学)を
中心としたアドバイザリーボードの先生方から統
合化の必要性が指摘され、その一環として今回の
研究プロジェクトで得られた研究成果を広く公開
することが強く求められた。当初から我々はテー
マ4に、「プロジェクトの統合的推進と情報共有」
を掲げて、我々研究班の中でのデータの共有化を
進めて、モデルの形に統合化していき、実測とモ
ここに紹介した統合データの共有化の試みがう
まく機能すれば、我々のプロジェクトの大きな使
命である統合化に大きく寄与するに違いない。今
回のプロジェクトは参加者も多く、予算規模も大
きく、単なる研究と言うよりは事業という性格が
強い。このような研究プロジェクトにあっては、
研究成果の公表が通常の研究よりも遙かに強く求
められる。それは単に直近の研究成果になるだけ
でなく、今後の多くの研究者にとって基礎データ
として長く活用されるに違いない。
周知のように、平成14年6月、日本は京都議定書
を締結して、日本の人為起源による温室効果ガス
総排出量を第一約束期間(2008年∼2012年)に1990
年を基準として6％削減することが国際公約となっ
た。その具体化のための方策が環境省を中心とし
て現在、精力的に検討されている。しかし、地球
温暖化問題は第一約束期間だけで片づくような容
易な問題ではない。第二約束期間以降、今世紀全
体にわたって取り組むべき人類共通の重要な研究
課題である。この課題に対する真に科学的な知見
に基づいた有効な対策が求められているし、本プ
ロジェクトの研究成果が大きく貢献できるように
しなければならない。そのためにもアジア域を中
デルの間の連携を深めていくことを計画していた
が、アドバイザリーボードの要請を真摯に受け止
めて、研究担当者以外の方々にもデータを公開し
て、ご利用いただけるようにすることにした。平
成14年度に統合データワーキンググループ(WG)
心とした地球環境変化の実態とそのメカニズムを
明らかにするとともに、CO 2 排出抑制につながる
ような政策にも示唆を与えられるような研究成果
をpeer reviewを受けた多くの論文として発表する
必要がある。その結果として、今後も世界の重要
な政策指針となるIPCC(気候変動に関する政府間
パネル)レポートにも引用されるようにしてゆきたい。
でその具体化策について精力的に検討した成果を
踏まえて、平成15年度から実施に移していく予定
である。平成14年度にまとめられた統合データ
WGの報告書の目次を紹介すると次のようになる。
1. はじめに：統合データの共有化の意義など
2. データ共有化の時期とデータ使用の手続き
3. データの種類・内容、データフォーマット・項
＊本プロジェクトのホームページ
＜http://zobell.biol.tsukuba.ac.jp/~s-1pro/index.html＞
4
2003年 6月号
Introduction and Activity of KoFlux Measurement Sites
Wonsik KIM and Joon KIM
(Yonsei University, Korea)
Since one and half years after the KoFlux launched, the
uted to old-growth of forest at DK site when compared
various studies in regard of carbon dioxide (CO 2) flux
to the age at other sites. At nighttime, if u* is larger than
measurement over a canopy or a soil surface at Asian
0.25 ms -1, net ecosystem exchange (NEE) is not under-
vegetation types have been carried out by efforts and
estimated due to week mixing.
supports of KoFlux members. The vegetation types of
Measurement for soil CO 2 efflux using closed
KoFlux study are covered with temperate deciduous for-
dynamic chamber system (Namyi Chae and Joon
est, paddy field and farmland in the Korean Peninsular
Kim) Soil CO2 efflux can be the second largest compo-
and tropical deciduous forest with mixed cropland in
nent of the carbon budget in the ecosystem. The objec-
the Indochina Peninsular. Though this period is too
tives of this study are to understand soil CO 2 efflux
short to understand the factors controlling the mecha-
measurement procedures that minimize error for closed
nisms and quantify the budget resulting photosynthesis
dynamic chamber system and to evaluate preliminary
and respiration about CO2 exchange over the each study
results for forests and rice paddy. We examined by ref-
area through the studies, the successful and interesting
erences advantage and shortcoming of closed dynamic
results as a primary study could be obtained during the
chamber system and possible problems for measuring.
term. The aim of this report is to introduce those
One of closed dynamic chamber system is LI-COR
abstracts under KoFlux activity. For more detailed
6400 system which is portable and has newest chamber
information about those papers, please refer to the spe-
function. Therefore, this system is possible to measure
cial issue of Korean Journal of Agricultural and Forest
for various locations and can reduce many errors for
Meteorology (Vol. 5, No. 2, 2003) to be published in
chamber effects although this is not easy long term peri-
July, 2003.
ods measurement, continuously. Preliminary measure-
Exchange of CO 2 at Kwangneung broadleaves
ment was conducted at forests and rice paddy middle of
deciduous forest during growing season in 2002
September. Soil CO2 efflux in forest sites was 3μmol
(Taejin Choi et al.) Eddy covariance measured CO2
m-2s-1 while soil temperature was 18∼19ﾟC and that in
exchange was analyzed at Kwangneung broadleaves
rice paddy was 3μmol m-2s-1 while soil temperature 20
deciduous forest (i.e. DK site within KoFlux) during
∼21ﾟC. Because of non homogenous soil surface in
growing season (i.e. from June to August) in 2002.
forest, CV for each sampling points was 50 % and rela-
Although the site is located at complex terrain (i.e. val-
tively homogenous soil surface in rice paddy was 20%.
ley-like shape), turbulence characteristics is not signifi-
Nutrient dynamics in litterfall and decomposing
cantly different from those at simple and homogeneous
leaf litter at the Gwangnung deciduous broad-leaved
terrain in the direction of 90±45 with long fetch. CO2
natural forest (Choonsig Kim et al.), Litterfall and lit-
flux could be assumed to be stationary during this grow-
ter decomposition represent a major contribution to the
ing season and its magnitude was in the range of 0.5
carbon and nutrient inputs in forest ecosystem. We
∼−1.0 mg m-2 s-1. Although storage term was one
measured litterfall quantity and nutrient dynamics in
order of magnitude smaller than CO2 flux, it was com-
decomposing litter for two years at the Gwangnung
parable to CO2 flux around sun rise and sun set. Net
broad-leaved natural forest (DK site) in Korea. Litterfall
ecosystem exchange was well fitted with Michaelis-
was collected in circular littertraps (collecting area :
Menten light response model at daytime with r2 of 0.80.
0.25m2) and mass loss rates and nutrient release patterns
Parameters derived from the model at DK shows that
in decomposing litter were estimated using the litterbag
DK site may seem less favorable for photosynthesis and
technique employing 30cm×30cm nylon bags with
more favorable for respiration, which could be attrib-
1.5mm mesh size. Total annual litterfall was
5
AsiaFlux Newsletter No.6
5,627kg/ha/yr and leaf litter account for 61% of the lit-
and so on). Dominant tree species were Quercus serrata
terfall. The leaf litter quantity was highest in Quercus
and Carpinus laxiflora, and accompanied by Q. aliena,
serrata, followed by Carpinus laxiflora and C. cordata,
Carpinus cordata, and so on. As a result of field survey
etc., which are dominant tree species in the site. Mass
of the plot, density of the trees larger than 2cm in DBH
loss from decomposing leaf litter was more rapid in C.
was 1,473 trees per ha, total biomass 261.2 tons/ha, and
laxiflora and C. cordata than in Q. serrata litter. About
basal area 28.0 ㎡/ha. Parent rock type is granite gneiss.
77% of C. laxiflora and 84% of C. cordata litter disap-
Soil type is brown forest soil (alfisols in USDA system),
peared, while about 48% in Q. serrata litter lost for two
and the depth is from 38 to 66cm. Soil texture is loam
years. Lower mass loss rates of Q. serrata litter may be
or sandy loam, and its pH was from 4.2 to 5.0 in surface
attributed to the difference of substrate quality such as
layer, and from 4.8 to 5.2 in subsurface layer. Seasonal
lower nutrient concentrations compared with the other
changes in LAI were measured by hemispherical pho-
litter types. Nutrient concentrations (N, P, Mg) of three
tography at the 1.2m height, and its maximum was 3.65.
litter types except for potassium (K) increased com-
And the spatial distributions of volumetric soil moisture
pared with initial nutrient concentrations of litter over
contents and LAIs of the plot were measured. Carbon
the study period. Nutrients (N, P, K, Ca, Mg) in C. laxi-
pool in living tree biomass including below ground bio-
flora and C. cordata litter were released rapidly com-
mass was 136 tons C/ha, and 5.6 tons C/ha is stored lit-
pared with Q. serrata litter. The results suggest that litter
ter layer, and about 92.0 tons C/ha in soil up to 30cm in
mass loss and nutrient dynamic processes among tree
depth. Totally more than about 233.6 tons C/ha was
species vary considerably on same site condition.
stored in DK site. These ground survey and monitoring
Spatial variability of soil heat fluxes in a conifer
data will give some important parameters and validation
forest (Yun-Ho Park et al.) The spatial variability of
data for the forest dynamics models or biogeochemical
soil heat fluxes in a conifer forest was investigated by
dynamics models to predict or interpolate spatially the
micrometeorological measurement. The maximum daily
changes in forest ecosystem structure and function.
-2
averages of Rs and Rn were about 260 Wm and 180
Tower CO 2 flux measurements in farmland at
-2
Wm . The daily average of G was typically 10% of net
Haenam in Korea (Hee Choon Lee et al.) Tower-based
radiation during mid-July to mid-August. The measured
CO 2 flux measurements have been executed in FK
soil heat flux of G6 was suitable to calculate G within a
KoFlux site which is the crop field mixed with farmland
2% error during the study period. A time delay in the
and rice paddy since Jul. 2002 to understand quantita-
maximum flux at the depth 0.1m by heat storage was
tively the interaction between terrestrial ecosystem and
observed.
atmosphere and the ecosystem response on environmen-
Forest stand structure, site characteristics and car-
tal change. Maintenance of eddy covariance system was
bon budget of the Kwangneung natural forest in
focused during the early stage of measurement period to
Korea (Jong-Hwan Lim et al.) The study area,
archive data stably. CO2 half-hourly averaged density
Kwangneung Experiment Forest (KEF) is located at the
had a diurnal variation and a seasonal difference related
west-central portion of Korean peninsula and belongs to
to NEE. Daytime maximum CO 2 uptake was about −
cool-temperate broadleaved forest zone. At the old-
1.0 mgCO 2m-2s-1 at Aug. and reversely, nighttime maxi-
growth deciduous forest near Soribong-peak (533.1m)
mum CO2 was released about 0.3 mgCO 2m-2s-1 at sum-
in KEF, we have established 1ha permanent plot (100×
mer. Both the amount of CO 2 uptake and release were
100m) and a flux tower, and the site was registered as a
decreased gradually, and they were almost zero or less
KLTER (Korean long-term ecological research network)
than 0.05 mgCO2 m-2s-1 at winter. Maximum magnitude of
and DK site of KoFlux. In this site, we made a stemmap
daily NEE was 22 gCO 2m-2d-1 at summer and averaged
of trees and analyzed forest stand structure and physical
magnitude of daily NEE from Oct. to Dec. was 2
and chemical soil characteristics, and estimated carbon
gCO2m-2d-1.
budgets by forest components (tree biomass, soils, litter
CO2 and energy exchange in a rice paddy for the
6
2003年 6月号
growing season of 2002 in Hari, Korea (Byung-Kwan
understanding water, CO2 and energy cycles in regional
Moon et al.) Rice, which occupies about 60% of the
and continental scales are growing in science communi-
farmland in Korea, is a staple crop in Asia. It not only
ty as well as in social area. We also feel some needs to
absorbs CO 2 from the atmosphere, but also emits carbon
examine if a tower-based estimation represents the
in a form of CH 4. It has a potential role in the global
properties around a tower appropriately. To quantify the
budget of greenhouse gases because of its relative con-
2 dimensional and 3 dimensional effects on flux obser-
tributions of carbon absorption and emission associated
vations in one point tower as well as to infer the region-
with changing hydrologic cycle. To better understand its
al scale heat fluxes around FK KoFlux site, we com-
current and future role, seasonal variations of energy
pared sensible heat fluxes from a tower, CBL budget
and CO2 exchange in this critical ecosystem need to be
method, MM5 mesoscale model, and NCEP Reanalysis
quantified. The purpose of this study was to measure,
data. Each data source had a unique horizontal area.
document and understand the exchange of energy and
Preliminary results of our study showed that 1) the
CO2 in a typical rice paddy in Korea throughout the
tower-based measurements revealed the surface hetero-
whole growing season. Since late April of 2002, we
geneities, but have the possibility to capture the regional
have conducted measurements of energy and CO2
averaged properties; 2) the sensible heat fluxes of MM5
exchange in a rural rice paddy at Hari site, one of the
mesoscale model were very similar with those in a
Korea regional network of tower flux measurement
tower measurement; 3) it seems that the horizontal
(KoFlux). After the quality control and gap-filling, the
advection is not negligible around FK KoFlux site; and
observed fluxes were analyzed in the context of
4) NCEP/NCAR Renalysis data estimates were relative-
micrometeorology and biophysics. CO 2 and energy
ly smaller than other data sets.
exchanges varied significantly with land cover changes
Soil CO2 evolution and nitrogen availability on
(e.g., plant growth stages), in addition to changes in
abandoned agricultural fields at Mt. Kumdan
weather and climate conditions. This study, reporting
(Yowhan Son et al.) The influence of abandonment of
first direct measurement of energy and CO 2 exchange
agricultural fields on soil carbon and nitrogen dynamics
over a rice paddy in Korea, would serve as a useful
is rarely addressed due to lack of appropriately paired
database as one of the reference sites in AsiaFlux and
sites. In this study, we identified three sites that have
FLUXNET.
native forest and abandoned rice and crop fields at Mt.
Inferring regional scale surface heat flux around
Kumdan near Seoul. Currently the vegetation of indige-
FK KoFlux site: From one point tower measurement
nous forest and abandoned rice field is deciduous hard-
to MM5 mesoscale model (Jinkyu Hong and Joon
wood forests while that of abandoned crop field is
Kim) KoFlux network was launched to improve our
deciduous shrub. We measured soil CO2 evolution and
understanding on CO 2 , water and energy exchanges
inorganic N availability for the three sites from 25 July,
between atmosphere and biosphere as well as to con-
2002 through 24 January, 2003. Soil CO2 evolution
tribute to the regional, continental, and global reference
tracked seasonal soil temperature. Mean soil CO 2 evolu-
site networks of both FLUXNET and CEOP/CAMP.
tion (g CO2 /m2/hr) for the study period was 0.42 for the
However, most observation towers in KoFlux are locat-
rice field to forest, 0.50 for the crop field to shrub, and
ed in a non-ideal terrain, therefore we need the estima-
0.41 for the indigenous forest, respectively. Soil CO2
tion of effects due to surface heterogeneities on a tower-
evolution and soil temperature were not different among
based flux observation. Additionally, the demands for
the sites, however, soil water content was significantly
different. Soil water content had a very weak influences
on soil CO 2 evolution. Inorganic resin N availability differed among the three sites and seemed to be related to
soil moisture.
Real time monitoring and simulation system
7
AsiaFlux Newsletter No.6
(RTMASS) for Tak flux measurement site, Thailand
(Rn) is one of the most fundamental components in sur-
(Wonsik Kim et al.) The Tak flux measurement (TFM)
face energy budget. For an accurate measurement of Rn,
site, one of the sites of Korean Flux Network (KoFlux)
periodic and consistent calibrations of net radiometers
which is infrastructure of AsiaFlux, is constructed in
are required. With a 4-month time interval, two field
northwest of Thailand. The eddy covariance technique
experiments were conducted to inter-compare and cali-
is used for measuring the energy, water and CO2 fluxes,
brate two types of net radiometers (the Q-7.1 and the
and a real time monitoring and simulation system
CNR1), widely used in flux measurements. Differences
(RTMASS) developed for data acquisition and process-
between the Q-7.1 and the CNR1 net radiometers were
ing. The RTMASS is the core structure of KoFlux-data
within 7.7 %, and the errors after calibration against the
information system (KoFlux-DIS) and is consisted of a
standard net radiometer were < 3.2 %. Radiometric
remote and a local system. Data acquisition and trans-
responses and calibration factors appeared to have
mission, and data storage, processing and publishing are
changed with sky conditions, especially temperature dif-
functions of those systems, respectively. As primary
ference with season's progress. We concluded that the
result about the characteristics of mean flow and turbu-
periodically calibrated Q-7.1 can replace more expen-
lence analysis, TFM is proper site to measure and ana-
sive, more accurate CNR1 net radiometer for long-term
lyze the various fluxes and those budgets on tropical
field measurements, providing that field calibrations of
deciduous forest..
net radiometers are performed every 4 - 6 months inter-
Field intercomparison and calibration of net
val.
radiometers (Byung-Kwan Moon et al.) Net radiation
苫小牧フラックスリサーチサイトの概要
国立環境研究所犬飼孔
1 9 9 7年年 12 月に策定された京都会議議定書
度1∼2度の超緩斜面であることや、起伏がほとん
(COP3)において、温室効果ガス削減の数値目標達
どないなど、日本国内に現存する森林としては珍
成に森林生態系による二酸化炭素の吸収を勘案す
しくフラックス観測に適しています。同時に、北
ることとなり、森林生態系の二酸化炭素フラック
海道森林管理局によって管理されてきた造林地で
スを定量的に評価することが国際的な緊急課題と
あり、均質な林分であるとともに、育林過程の詳
なっていま
細な履歴が
す。独立行
明らかであ
政法人国立
ることも、
環境研究所
観測研究を
では、北海
行う際の貴
道森林管理
重な情報基
局との共同
盤となって
事業とし
います。
て、北海道苫小牧国有林内に所在
この観測
するカラマツ人工林(100 ha)に観
拠点では、
測拠点「苫小牧フラックスリサー
2003 年冬期
チサイト」(以下、サイト)を整備
には間伐が
し、二酸化炭素フラックスの観測
予定されて
をはじめとする森林機能の長期モニタリングを
おり、森林管理による森林機能の変化を観測する
2000年夏より実施しています。このサイトは、周
予定です。また、このサイトのカラマツは、樹齢
囲約10 kmにわたって広がる森林の中にあり、傾斜
が約43年と壮齢期にあることから、このサイトで
8
2003年 6月号
2003年度苫小牧フラックスリサーチサイトにおけるモニタリング研究課題一覧
番号
研究課題等
R-1 カラマツ林土壌のCO2放出速度の長期連続測定及び林床のCO2 フラックス測定
R-2 森林の生理生態学的機能の調査
研究代表担当者
北海道大学大学院・農
平野高司
北海道大学北方生物圏FSC
小池孝良
R-3 カラマツ林における水分動態と炭素フローに関する研究
北海道大学北方生物圏FSC
笹賀一郎
R-4 落葉針葉樹林における大気汚染物質沈着量の観測
北海道環境科学研究ｾﾝﾀｰ
野口泉
R-7 カラマツ林における熱・水・CO2フラックスの観測とモデル化
産業技術総合研究所
山本晋
R-11 気球、カイトプレーンによる二酸化炭素高度分布の測定
R-12 ﾘﾓｰﾄｾﾝｼﾝｸﾞ技術を用いた温室効果ｶﾞｽ吸収源としての森林機能評価手法の開発
国立環境研究所
井上元
国立環境研究所
小熊宏之
R-14 安定同位体比測定を用いた森林内の炭素循環に関する研究
国立環境研究所
高橋善幸
R-15 森林における乱流構造およびメタンフラックスの研究
大阪府立大学大学院・農
文字信貴
R-16 気温プロファイラーによる大気安定層解析と夜間呼吸量の推定
国立環境研究所
井上元
R-18 地域規模の二酸化炭素排出・吸収量評価方法の開発
国立環境研究所
藤沼康実
R-19 カラマツ林のテルペンフラックス測定と森林の炭素収支への寄与度の評価
R-20 リモートセンシング技術を活用した流域保全能の定量的評価に関する研究
東海大学開発工学部
谷晃
国立環境研究所
村上正吾
R-21 カラマツ林土壌呼吸速度の自動連続測定
国立環境研究所
梁乃申
R-24 地上データによる広域純一時生産推定値の検証
東京工業大学大学院
小林秀樹
R-25 カラマツ林生態系内の炭素循環の数値モデル化に関する研究
国立環境研究所
高橋善幸
R-26 ドップラーソーダによる上層風と境界層厚の観測
産業技術総合研究所
近藤裕昭
R-27 カラマツ群落における光合成・蒸散速度と風速の関係
国立環境研究所
鳥山敦
R-28 航空レーザー測距法による苫小牧国有林の森林バイオマス推定
愛媛大学農学部
末田達彦
R-29 カラマツ林土壌のメタン・亜酸化窒素・一酸化炭素・水素の吸収・放出に関する研究
国立環境研究所
高橋善幸
R-30 カラマツの茎内流量（サップフロー）および貯熱変化量の測定
北海道大学大学院・農
平野高司
R-31 地中レーダを用いた森林地下部炭素固定量の推定
東京大学大学院・工
六川修一
R-32 合成開口レーダによる森林計測手法の開発
R-33 カラマツ年輪セルロースの炭素・酸素同位体比の規定要因に関する基礎的研究
国立環境研究所
小熊宏之
北海道大学低温科学研究所
中塚武
R-34 落葉針葉樹林の林分葉面積および葉面積指数の推定
神戸大学自然科学研究科
石井弘明
R-35 カラマツ林の枯死木と枯死枝の炭素動態追跡
北海道大学北方生物圏FSC
小池孝良
R-36 森林における有機エアロゾルの生成と水蒸気凝結特性に関する研究
北海道大学低温科学研究所
河村公隆
得られた結果と、天塩CC-LaGサイトで得られるカ
可能であると考えています。*1
ラマツ林の育林期での観測研究結果を統合するこ
このサイトでは、北海道大学や北海道環境科学
とにより、北東ユーラシア地域に広く分布するカ
研究センター等の協力のもと、二酸化炭素フラッ
ラマツ林の炭素循環機能の解明に役立てることが
クスをはじめとする森林の炭素循環機能や大気汚
9
AsiaFlux Newsletter No.6
染物質の長期連続モニタリングを行っています。
びつけることにより、さらに大きな成果が期待さ
また、ホームページ等を通じて観測研究を公募し、
れています。
研究フィールドとして広く提供しています。本年
2003年度の観測研究の募集は1月末で終了してい
度は、50名を超える研究者や大学院生が参加して
ますが、2004年度の募集が、2003年12月に行われ
現在も26課題の観測研究が実施されています。ま
る予定です。皆様のご参加をお待ちしています。
た、2001年8月にはAmeriFluxのBob Evans氏を迎え、
また、間伐をはじめとする森林管理の影響調査等、
日米フラックス比較観測が行われるなど、
2003年度冬期に予定されている間伐前に調査を行
AsiaFluxの基幹観測拠点の1つとして、積極的にサ
う必要がある場合は、新規の課題提案にも柔軟に
イトを運用しています。*2
対応していこうと考えていますので、CGERモニ
このような国際的にも珍しい一般参加型の観測
タリング事務局までご連絡ください。
研究拠点は、取りまとめが非常に難しいのですが、
cgermoni@nies.go.jp
一方で大きな成果も期待できます。2002年11月に
は札幌で報告会を開催し、本サイトに関わる観測
*1 AsiaFlux Newsletter No.5 参照
研究成果について40報以上の発表が行われました。
*2 AsiaFlux Newsletter No.1, 2 参照
今後は、参加している研究者や成果を有機的に結
<http://www-cger.nies.go.jp/~moni/flux/asia_flux/
indexJ.html>
AsiaFlux Newsletter
記事の募集
AsiaFlux Newsletter
へ掲載する記事を募
集致します。ニュー
スレターは年4回発
行しています。会議、研究会開催のお知らせ記
No.6編集担当
事など事務局までお寄せ下さい。asiaflux@nies.go.jp
私が忙しい時期には他の方も
忙しいでしょう。編集に何に
もできなかった私をサ
ポートして下さったア
ジアフラックスの事務
局の方にお礼申し上げ
原稿は、メールまたはフロッピーディスクによ
る日本語英語両文での提出をお願い致します。
なお、提出された原稿には編集の都合上、執筆
者の同意の元、多少の加筆修正をする場合があ
ます。次回にはご迷
惑掛からないよう注意
しないと。
。
。
ります。
金元植(延世大学, 韓国)
AsiaFlux Newsletter No.7の編集担
当は玉井幸治(森林総合研究所
関西支所)です。
AsiaFlux Newsletter
2003年6月発行通巻No.6
編集・発行 AsiaFlux事務局井上元(事務局長)
藤沼康実・犬飼孔・有原陽子〒305-8506
茨城県つくば市小野川16-2
国立環境研究所地球環境研究センター内
TEL: 029-850-2348, FAX: 029-858-2645
E-mail: asiaflux@nies.go.jp
Website: http://www-cger.nies.go.jp/~moni/flux/asia_flux/indexJ.html
AsiaFlux Newsletterは電子媒体でのみ提供しています。
発行者の許可なく本ニュースレターの内容等を転載することを禁じます。
10

Download Report