分野間連携に関するワークショップ（2008.12.12）

タワー観測ネットワーク（JapanFlux）の現状

平野高司（北海道大学，JapanFlux委員長）
苫小牧FRS

話のアウトライン
1. 日本のネットワーク（JapanFlux）の紹介
2 フラックスネットワークを利用した研究の現状
2.
フラックスネットワ クを利用した研究の現状
3. 今後の課題

1.日本のネットワーク（JapanFlux）の紹介
フラックス（Flux）とは？
単位時間に単位面積の水平面を通過して鉛直方向に輸送される物質およびエネルギーの量（大気と地表面の間の交換量）⇒NEE（正味生態系CO2 交換量），GPP（生態系光合成量），交換量） GPP（生態系光合成量）
RE（生態系呼吸量），蒸発散量，顕熱フラックス⇒ CO2収支，熱・エネルギー収支
収支 熱・エネルギー収支
微気象学的方法（渦相関法）

チャンバー法フラックス観測（微気象学的方法）の長所と短所
長所：
1. 空間代表性が比較的高い（100 m2～1 km2）
2 時間分解能が高い（30分～1時間）
2.
時間分解能が高い（30分 1時間）
3. 非破壊計測
4. 自動連続観測
短所：
1. 設備が大規模，高価
2. 地形条件（一様で平坦な場所）
3. 気象条件（雨天や静穏時に適用困難）

400サイト以上

1990年代の後半以降，様々な陸上生態系において，CO2交換量の連続観測が始まった
出典：FLUXNET（http://www.fluxnet.ornl.gov/fluxnet/graphics.cfm#maps）

国際的なネットワーク化
FLUXNET DB（>250 sites, >950 site-years)
AsiaFlux DB（14 sites, 36 site-years)(S. Yuta)
森林総研ネットワーク（FFPRI FluxNet，6サイト），草地ネットワーク（GGGL，4サイト）など

AsiaFlux は，地球規模のネットワーク（FLUXNET）の枠組みの中で，日本の研究者の主導により1999年に設立された。
JapanFluxは，AsiaFluxのサブネットワーク（国内ネットワーク）という位置づづけで，２００６年１２月に設立された。
http://www.asiaflux.net/index.html

JapanFluxとは？
日本の研究者におけるフラックス観測・研究のネットワークで，データ提供者（観測者）だけでなく データ利用者も含んでいる供者（観測者）だけでなく，デタ利用者も含んでいる。
フラックス観測（森林，農地，都市）＋チャンバー観測＋リモセン＋モデル

JapanFluxp
異分野間連携Open,pvoluntary,y interdisciplinarypy science communityyData provider

Data user

http://www.japanflux.org/index.html

東アジアにおける連携
日中韓フォーサイト事業（A3）東アジア陸域生態系炭素動態－気候変動の相互作用解明を目指した研究教育拠点の構築（CarboEastAsia）
東アジア（日中韓）における研究ネットワークの構築（人的ネットワーク，データ共有など）
 次世代を担う若手研究者の育成
AsiaFlux
JapanFlux

KoFluxCChinaFlux

PI: Takashi Hirano(Hokkaido Univ.)

PI: Joon Kim(Yonsei Univ.)

PI: Guirui Yu(Chinese Academy of Sciences )International collaboration in East Asia
http://www.carboeastasia.org/index.html

日本国内における観測サイト
落葉広葉樹林
常緑針葉樹林
針広混交林落葉針葉樹林（カラマツ林）
草原（牧草地）
水田
湿原

FFPRI FluxNet：6サイト
GGGL：4サイト など
GGGL

FFPRI FluxNet

羊ヶ丘

真瀬那須

日本の研究者による観測ネットワーク（海外）8サイト

カラ ツネ トワ ク 温帯林 タイガ
カラマツネットワーク:温帯林，タイガ
北東ユーラシアの主要な陸域生態系

11サイト

東南アジアの熱帯林ネットワーク:
東南アジアの熱帯林ネットワ
ク:
熱帯季節林，熱帯雨林，熱帯泥炭林

東南アジアの森林の特徴••••

高い生産性（GPP, NPP）
高い生産性（GPP
気候変動（ENSO)の影響が大きい（降水量の年変動）
環境撹乱（伐採 火災（煙）など）環境撹乱（伐採，火災（煙）など）
プランテーション（オイルパーム，アカシア，ゴムなど）の増加

クアラルンプール（2005年9月）

エルニーニョ → 降雨パターンの変化 → 大規模火災 → 煙霧（ヘイズ）

ネットワーク化 • CO2収支や蒸発散の年次変動（ENSOの影響）の比較→ CO2収支は変動するが，蒸発散はあまり変動しない。
• CO2収支や蒸発散の季節変動の比較• CO2収支や蒸発散の制限要因の解析

自動開閉チャンバーネットワーク（森林サイト）
Mt. Naeba

Laoshan

Mt. Iwakis

TeshioTeshioMt. Naeba

Tomakomai
Daegwallyeonggyg

Tsukuba

Euiseongg
Xishuangbannna
Tak

Mt. Fuji
MiyazakiPasoh
17-19 Nov. 2008

AsiaFlux WS2008, Seoul

Hiroshima

11Liang (CGER, NIES)2. フラックスネットワークを利用した研究の現状（研究トピックス）
 環境応答特性 ネットワーク化（データベース，サイト間比較，統合解析など）
 長期観測（モニタリング）データの利用 陸域生態系モデルのパラメタリゼーション・検証，リモセンを活用した広域化 環境撹乱（土地利用変化，火災，排水など）の影響
 技術的課題

環境応答特性
散乱光 vs 直直達光（熱帯林）
光（熱帯林）

Knohl and Baldocchi, 2008, JGR

散乱光は直達光よりも群落光合成の効率が高い

火災による煙霧（ヘイズ）の影響はそれほど大きくないかも？

Oliveira et al., 2007, Tellus Bネットワーク化（サイト間比較，統合解析など）
東アジア（日本の研究者のデータベース利用）（Hirata et al., 2008, AFM）

NEE (ggC m-2 yr-1)

RE (gCC m-2 yr-1)

GPP (ggC m-2 yr-1)

東アジア（既存の文献のレビュー）（Kato and Tang, 2008, GCB）

NEE = - NEP, 1 tC ha-1 yr-1 = 100 gC m-2 yr-1

世界（Luyssaert et al., 2007, GCB）

降水量少L
Luyssaert
t ett al.,l 2008,2008 N
Naturet

老齢林も炭素シンク（NEP＞0）長期観測（モニタリング）データの利用
Harvard Forest（温帯林,1992年～）

高山（温帯落葉広葉樹林，1993年～）

Urbanski et al., JGR, 2007
Saigusa et al., AFM, 2005

CO2フラックスの年次変動 → 長期連続観測の重要性

環境撹乱（土地利用変化，火災，排水など）の影響
ローカルネットワークの利用（大規模操作実験，クロノシーケンス）

熱帯泥炭林のCO2収支の比較（撹乱がCO2収支に与える影響）
大規模操作実験 － 撹乱の程度の異なるサイト間の比較
未撹乱の森林（対照区）
排水

排水された森林（処理区1）

排水＋伐採（処理区2）伐採

インドネシアの熱帯泥炭林

年次変動

CO2交換量の比較（04年5月～05年5月）

CO2交換量の年変化（排水された森林）

1000

エルニーニョ
700

800

600

NEE
E (gC m-2 y-1)

NE
EE (gC m-22 y-1)

サイト間比較

600
400
2000
森林（未撹乱） 森林（排水） 伐採＆火災

Hirano, unpublished

500
400
300
200
10002002

2003

2004

2005

Hirano et al., GCB, 2007
Hirano et al. Ecosystems, 2008

陸域生態系の炭素収支は，環境撹乱および気候変動などによって大きく変化する。

大規模自然撹乱（台風による風倒被害）
北海道苫小牧市のカラマツ林

200４年9月

約90％の樹木が被災，タワー倒壊
2005年9月

2006年8月
植生回復

エゾイチゴ

台風被害の前後におけるCO2フラックス年積算値の比較
Hirano unpublished
Hirano,

2000
1500
1000
Mean (01‐03)

500

2005

0‐500
500

NEP

‐1000

CO2 sink(212 gC m-2 yr-1)

GPP

RE
Unit: gC m-2 yr-1

CO2 source(-541 gC m-2 yr-1)

被災により，CO2シンクからソースに変化撹乱後のCO2収支の変化
クロノシーケンス － 撹乱後の経過年数の異なるサイト間の比較

NEE

Baldocchi, 2008, Austral J Botany
米国，カナダのサイト

3.今後の課題（将来の研究，連携に向けて）





環境撹乱（火災，土地利用変化，温暖化など）の影響→ロ カルネットワ ク（大規模操作実験 クロノシ ケンス）
→ローカルネットワーク（大規模操作実験，クロノシーケンス）
極端な気象現象（干ばつ，熱波，寒波，台風など）に対する応答→長期モニタリング
データベースを利用した統合的，広域的な研究
人材育成 教育が必要，デ タ提供者のメリット→人材育成・教育が必要，データ提供者のメリット
微量ガスフラックス（BVOC,メタン,N2O, O3,同位体など）
フルカーボンアカウント（乱流フラックス以外の炭素フラックス，NBP）→他分野との連携，マルチアプローチ，スーパーサイト，データの検証
広域化，データの共有（効率的なリサイクル）

Japan Forest Soil Carbon Map: Takahashi et al. 2006

土壌温暖化実験（梁，高木ら）
MixedTeshioAAug.
2008 ~OakJul. 2007 ~Mt. Iwaki

Beech
Mt Naeba
Mt.

Jul. 2008 ~Pine

Evergreen oak

Mar. 2006 ~Tsukuba

Hiroshima> 10 kg C m-2
9-10
910 kg C m-2
8-9 kg C m-2

Evergreen
17-19 Nov. 2008

Next month

Miyazaki

7-8 kg C m-2
AsiaFlux WS2008, Seoul< 7 kg C m-2

Sep. 2007 ~24

分野間連携：サロベツ湿原での炭素収支評価
日本最大の高層湿原
ミズゴケ
ケ
ササ

渦相関法
チャンバー法
チャンバ法
水文学
土壌学
生態生理学
リモセン
降雨（DOC）

国立環境研究所提供

ササの侵入＆乾燥化 → 炭素収支に与える影響 → 保全策の提言