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Journal of Forest Research Vol 17, No 3 (2012年6月)

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種類: 特集/巻頭言
Title:  CO2 flux observation in various forests of Monsoon-Asia
巻頁: J For Res 17 (3): 225–226
題名: モンスーンアジアにおける多様な森林でのCO2フラックス観測
著者: 玉井幸治,Yue-Joe Hsia
所属: 森林総合研究所

種類: 特集/原著論文
Title:  Effect of inter-annual climate variability on evapotranspiration and canopy CO2 exchange of a tropical rainforest in Peninsular Malaysia
巻頁: J For Res 17 (3): 227–240
題名: 気候の年々変動が半島マレーシア熱帯雨林における樹冠上蒸発散およびCO2交換に及ぼす影響
著者: 小杉緑子,高梨聡,谷誠,大久保晋治郎,松尾奈緒子,伊藤雅之,野口正二,Abdul Rahim Nik
所属: 京都大学農学研究科
抄録: 半島マレーシアパソ森林保護区タワーサイトにおける2003年より2009年までの7年間の乱流フラックス観測データを解析した。観測された範囲の環境変動に対して,NEE,蒸発散ともに驚くべき安定性を保っていることが明らかになった。蒸発散については,表層50cmまでの土壌水分量変動では少雨期の蒸発散を説明できないことから,少雨期にはより深部からの水の供給が蒸発散を支えていること,年間約1,300mmという安定的な蒸発散は気孔開閉の制御によって調整された結果であること,少雨年に僅かながら蒸発散の減少傾向が見られたことから,より極端な乾燥下では平衡が崩れる可能性があること,がわかった。またNEEについては,樹冠光合成が光環境の変動では説明できず,多雨期少雨期を問わず不均一な気孔閉鎖を伴う光合成の日中低下が起こっていること,生態系呼吸量および生態系総光合成量(GPP)がともに少雨期に若干減少するため,両者が相殺し乾燥下でも安定的なNEEとなっていること,などが示唆された。

種類: 特集/原著論文
Title:  Pooling of CO2 within a small valley in a tropical seasonal rain forest
巻頁: J For Res 17 (3): 241–252
題名: 熱帯季節性多雨林の小さな谷地形内におけるCO2の貯留
著者: Yugang Yao,Yiping Zhang,Naishen Liang,Zhenghong Tan,Guirui Yu,Liqing Sha,Qinghai Song
所属: Xishuangbanna Tropical Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences,China
抄録: CO2 concentrations and related environmental factors were measured in an Asian tropical rainforest located in a small valley in Xishuangbanna, SW China, with the aim of investigating the CO2 pooling effect and its mechanism of formation. Pooling of CO2 was observed during the evening (1600–2200 hours local time); the accumulated CO2 subsequently flowed away after dusk. We consider that along-slope drainage flow, soil CO2 efflux, and temperature inversion contribute to the development of CO2 pooling. A new model is proposed to track the mechanism of the formation and dissipation of CO2 pooling (e.g., drainage flow, compensatory mechanisms). Given its influence on the storage term, we suggest that CO2 pooling and subsequent disappearance should be taken into account when calculating eddy covariance and other micrometeorological measurements of carbon flux for valley sites.

種類: 特集/原著論文
Title:  Carbon balance in a cool–temperate deciduous forest in northern Japan: seasonal and interannual variations, and environmental controls of its annual balance
巻頁: J For Res 17 (3): 253–267
題名: 冷温帯落葉広葉樹林の炭素収支:季節変化と年々変動および年間炭素収支に関わる環境要因
著者: 安田幸生,齋藤武史,星野大介,小野賢二,大谷義一,溝口康子,森澤猛
所属: 森林総合研究所東北支所
抄録: 多雪地域にある冷温帯落葉広葉樹林(ブナ二次林)において,渦相関法によるCO2フラックス測定に基づいて,生態系純生産量,総生産量,呼吸量(NEP,GPP,RE)の長期観測(2000~2006年)を行った。7年間の年間NEP,GPPおよびREの平均値と標準偏差はそれぞれ312 ± 64,1250 ± 62,938 ± 36 g C m−2 y−1であり,NEPの年々変動はGPPやREの変動よりも大きかった。生長期における積算NEPと積算気温の間には負の相関がみられ,また積算REと積算GPPの比(RE/GPP)と積算気温の間には正の相関がみられた。生長期の積算NEPとRE/GPPの年々変動には密接な関係がみられたことから,生長期のNEPの大きさは,気温によって変動するRE/GPPによって決まると考えられた。一方,落葉期における積算REは,無積雪期間が長くなるほど大きくなるという結果を得た。以上のことから,この冷温帯ブナ林の年間NEPの年々変動は,生長期の気温と落葉期の積雪環境の影響を強く受けていたことがわかった。

種類: 特集/原著論文
Title:  Uncertainty analysis of modeled carbon fluxes for a broad-leaved Korean pine mixed forest using a process-based ecosystem model
巻頁: J For Res 17 (3): 268–282
題名: プロセスベースの生態系モデルによる広葉樹-チョウセンゴヨウ林の炭素フラックス計算値の不確実についての解析
著者: Li Zhang,Guirui Yu,Fengxue Gu,Honglin He,Leiming Zhang,Shijie Han
所属: Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences,China
抄録: The uncertainty in the predicted values of a process-based terrestrial ecosystem model is as important as the predicted values themselves. However, few studies integrate uncertainty analysis into their modeling of carbon dynamics. In this paper, we conducted a local sensitivity analysis of the model parameters of a process-based ecosystem model at the Chaibaishan broad-leaved Korean pine mixed forest site in 2003–2005. Sixteen parameters were found to affect the annual net ecosystem exchange of CO2 (NEE) in each of the three years. We combined a Monte Carlo uncertainty analysis with a standardized multiple regression method to distinguish the contributions of the parameters and the initial variables to the output variance. Our results showed that the uncertainties in the modeled annual gross primary production and ecosystem respiration were 5–8% of their mean values, while the uncertainty in the annual NEE was up to 23–37% of the mean value in 2003–2005. Five parameters yielded about 92% of the uncertainty in the modeled annual net ecosystem exchange. Finally, we analyzed the sensitivity of the meteorological data and compared two types of meteorological data and their effects on the estimation of carbon fluxes. Overestimating the relative humidity at a spatial resolution of 10 km × 10 km had a larger effect on the annual gross primary production, ecosystem respiration, and net ecosystem exchange than underestimating precipitation. More attention should be paid to the accurate estimation of sensitive model parameters, driving meteorological data, and the responses of ecosystem processes to environmental variables in the context of global change. 

種類: 特集/原著論文
Title:  Seasonal and interannual variation in net ecosystem production of an evergreen needleleaf forest in Japan
巻頁: J For Res 17 (3): 283–295
題名: 常緑針葉樹林における純生態系生産量の季節変化と年々変動
著者: 溝口康子,大谷義一,高梨聡,岩田拓記,安田幸生,中井裕一郎
所属: 森林総合研究所北海道支所
抄録: 渦相関法を用いて二酸化炭素(CO2)フラックスを,2000年から2008年まで富士山北斜面に位置する富士吉田サイトにおいて測定した。森林の主要樹種はアカマツ(Pinus densiflora)及びソヨゴ(Ilex pedunculosa)である。月平均生態系純生産量(NEP)の9年間の平均は最小の1月の–0.1 g C m–2 day–1から最大の5月の2.5 g C m–2 day–1まで変化した。NEPの最大月は5月であったが,生態系総生産量(GPP)の最大月は7月であった。葉量の季節変化とGPPの季節変化に明瞭な関係は認められなかった。年NEP,GPP,生態系呼吸量(RE)の9年間の平均は,それぞれ388,1,802,1,413 g C m–2 year–1であった。9年間のNEP最小年は2003年,最大年は2004年であった。NEPの年々変動は主に夏の気温と光合成有効放射量に依存し,年GPPの変動は年NEPの変動に大きく影響することがわかった。また,冬季においても気象条件が良ければ光合成が可能なため,CO2を吸収している期間が長く,炭素固定能力は,他の地域の温帯多湿地域の常緑林と同程度であること,吸収期間の長さから日本の他の落葉樹林よりも高いことがわかった。 

種類: 特集/原著論文
Title:  Heterotrophic respiration causes seasonal hysteresis in soil respiration in a warm-temperate forest
巻頁: J For Res 17 (3): 296–304
題名: 森林小流域における土壌からのN2Oフラックスの季節変化
著者: 小南裕志,上村真由子,安宅未央子,玉井幸治,深山貴文,檀浦正子,牧田直樹,吉村健一
所属: 森林総合研究所関西支所
抄録: 日本の暖温帯広葉樹林において,有機物リター現存量の季節変動が森林の分解呼吸量(RH),土壌呼吸量(RS),生態系呼吸量(RE)に与える影響を評価するためにチャンバー法による葉リター呼吸量(RLL)とRoth-Cモデルを用いた有機物分解呼吸量の季節変動の推定を行った。測定された生態系呼吸量,土壌呼吸量ともに等温下では春に高く,秋に低いという傾向があった。高温多湿の環境下にあって新しく供給された葉リターは分解が早く(一年で60%の減少),その結果葉リター呼吸量,有機物分解呼吸量ともに分解可能なリターの多い春の方が秋と比較して高い傾向にあった。本研究では土壌温度16から18℃における,土壌呼吸量の88%と生態系呼吸量の42%のヒステリシスが有機物分解呼吸のヒステリシス起源であり,また有機物分解呼吸量のヒステリシスの71%が葉リター呼吸起源であることが示された。本研究は森林の生態系呼吸量や土壌呼吸量の季節ヒステリシスに有機物分解が大きく関与していることを示唆している。 

種類: 特集/原著論文
Title:  Differences between coarse woody debris and leaf litter in the response of heterotrophic respiration to rainfall events
巻頁: J For Res 17 (3): 305–311
題名: 枯死木と落葉における降雨に対する従属栄養呼吸の応答の相違
著者: 上村真由子,小南裕志,安宅未央子
所属: 日本大学生物資源科学部
抄録:  従属栄養呼吸は生態系や地球規模での炭素収支に大きな影響を与える。本研究では,自動開閉式チャンバーを用いて枯死木と落葉の分解に伴う呼吸量の測定を行った。このチャンバーは野外に設置でき,分解呼吸の環境要因応答,特に降雨に対する応答をモニタリングすることができる。このチャンバーを京都府南部の広葉樹二次林に設置した。枯死木の分解呼吸は,日変化がはっきりしており,降雨によって減少する傾向がみられた。落葉は明瞭な日変化が無く,降雨に対して上昇する傾向がみられた。降雨前の温度-呼吸量関係を基準にして,降雨中,降雨後の呼吸量の変化を示数化したところ,枯死木では,降雨中の減少とその後のゆるやかな増加パターンが,落葉では降雨による増加とその後の乾燥に応じた減少パターンが観察された。降雨による濡れや乾燥に対するこれらの応答は,枯死木や落葉蓄積の物理的な構造の違いを反映しているものと考えられた。自動開閉式チャンバーを分解されている有機物に適用することにより,微生物等分解者の環境要因変化に対する反応を明らかにすることができる。 

種類: 特集/原著論文
Title:  Uncertainty analysis in data processing on the estimation of net carbon exchanges at different forest ecosystems in China
巻頁: J For Res 17 (3): 312–322
題名: データの取り扱いによる,中国の3つの異なった森林生態系における純炭素交換量評価の不確実性についての解析
著者: Min Liu,Honglin He,Guirui Yu,Xiaomin Sun,Li Zhang,Shijie Han,Huiming Wang,Guoyi Zhou
所属: Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research,Chinese Academy of Sciences,China
抄録: Information about the uncertainties associated with eddy covariance observations of surface-atmosphere CO2 exchange is of importance for model-data fusion in carbon cycling studies and the accurate evaluation of ecosystem carbon budgeting. In this paper, a comprehensive analysis was conducted to investigate the influence of data processing procedures, focusing especially on the nocturnal data correction and three procedures in nonlinear regression method of gap filling [i.e., the selection of respiration model (REM), light-response model (LRM) and parameter optimization criteria (POC)], on the annual net ecosystem CO2 exchange estimation at three forest ecosystems in ChinaFLUX with three yearly datasets for each site. The results showed that uncertainties caused from four methodological uncertainties were between 61 and 108 g C m−2 year−1, with 61–93 g C m−2 year−1 (21–30%) in a temperate mixed forest, 80–107 g C m−2 year−1 (19–21%) in a subtropical evergreen coniferous plantation and 77–108 g C m−2 year−1 (16–19%) in a subtropical evergreen broad-leaved forest. Factorial analysis indicated that the largest uncertainty was associated with the choice of POC in the regression method across all sites in all years, while the influences of the choice of models (i.e., REM and LRM) varied with climate conditions at the measurement station. Furthermore, the uncertainty caused by data processing procedures was of approximately the same magnitude as the interannual variability in the three sites. This result stressed the importance to understand the uncertainty caused by data processing to avoid the introduction of artificial between-year and between-site variability that hampers comparative analysis. 

種類: 特集/原著論文
Title:  Interannual variability of net ecosystem production for a broadleaf deciduous forest in Sapporo, northern Japan
巻頁: J For Res 17 (3): 323–332
題名: 北日本札幌の落葉広葉樹林における生態系正味生産量の年々変動
著者: 北村兼三,中井裕一郎,鈴木覚,大谷義一,山野井克己,坂本知己
所属: 森林総合研究所
抄録: 札幌の落葉広葉樹林における生態系正味生産量(NEP)、生態系呼吸量(RE)、生態系総生産量(GPP)およびその年々変動を明らかにするため、2000~2003年の4年間にわたり渦相関法を用いて生態系CO2交換量(NEE)を測定した。NEP、REおよびGPPをNEEから導きさらに気象値を独立変数とする経験的なモデルでデータ補間を行った。月積算NEPの季節変化は、落葉期間(11月~4月)では炭素放出側(負)で推移し、着葉期間(5月~10月)ではおおむねは吸収側(正)で推移した。NEP、GPPおよびREの2000~2003年4年間の平均はそれぞれ443±45(mean±S.D.)、1,374±39および931±11 g C m–2 y–1であった。NEPの年々変動は、GPPとREの年々変動およびそのバランスによってもたらされ、REに比べGPPが大きく影響していることが分かった。GPPの年々変動には、着葉期間の日射量のほか着葉開始の早い遅いが影響していることが分かった。