生物と気象(Clim. Bios.) 14:D12-17, 2014

会議報告

日本農業気象学会 2014 年大会
オーガナイズドセッション SA :「陸域メタンフラックスの評価のための連携研究に向けて―現状の課題共有の先にある飛躍」
植山雅仁*・平田竜一**・齊藤

誠***大阪府立大学**国立環境研究所

Report on the organized session at the annual conference 2014 of the Society of Agricultural
Meteorology of Japan entitled as “Toward synthesizing studies for terrestrial methane fluxes:
sharing current issues and expanding future sciences”*Masahito UEYAMA, ** Ryuichi HIRATA, and ** Makoto SAITO*Osaka Prefecture University**National Institute of Environmental Studies

1．概 要
日時：2014 年 3 月 17 日 12:30-14:45
場所：北海道大学 学術交流会館 A 会場
オーガナイザー：JapanFlux [平野高司（北海道大学），植山雅仁（大阪府立大学），齊藤誠，平田竜一（国立環境研究所）]
講演：SA-1 プロセスモデルを用いたメタン収支の広域評価（伊藤昭彦）SA-2 チャンバー法による地表面メタンフラックス
観測についてのもろもろの話（伊藤雅之）
SA-3 我が国の森林土壌における年間メタン吸収量の推定（森下智陽，橋本昌司，石塚成宏，阪田匡司，三浦 覚，金子真司，高橋正通）
SA-4 渦相関法および多点自動開閉チャンバー法を用いたチベット高山湿地生態系における
CH4/CO2 収支の評価（梁 乃申，寺本宗正，
賀 金生，于 凌飛，杜 明遠）
SA-5 微気象学的手法を中心とした生態系スケール
http://www.agrmet.jp/sk/2014/D-3.pdf
2014 年 4 月 25 日

掲載

Copyright 2014, The Society of Agricultural Meteorologyof Japanでのメタン交換の解明（岩田拓記，原薗芳信，
小杉緑子，植山雅仁，坂部綾香，永野博彦，
奥見智佳，間野正美，小野圭介，高橋けんし，
宮田 明）
SA-6 全球メタンフラックス推定―温室効果ガス観測技術衛星 GOSAT から見えてきたもの―（ Heon-Sook KIM ， 齊 藤 誠 ， 佐 伯 田 鶴 ，Dmitry BELIKOV，伊藤昭彦，森野 勇，内野 修 ， 吉 田 幸 生 ， 横 田 達 也 ， Shamil
MAKSYUTOV）

2．趣旨

メタンは二酸化炭素に次ぐ強力な温室効果気体である。陸域生態系はメタンの放出・吸収源として作用しているが，その動態については，計測技術の問題もあり，多くの不確実性が残されている。日本農業気象学会，AsiaFlux，JapanFlux 等の国内研究者は，
これまでメタンフラックスの計測技術の開発・高度化や，それらを使った継続的な観測を実施してきた(e.g., Harazono et al., 1995, 2006; Miyata et al., 2000;
Nagano et al., 2012; Shimizu et al., 2013)。近年になって高性能な分析計が利用可能になったことから(Baeret al., 2002)，亜寒帯から東南アジアまで様々な生態系においてメタンフラックスの観測が開始されていD - 12 -生物と気象 (Clim. Bios.) 14, 2014

る(Detto et al., 2011; Friborg et al., 2003; Hendriks et al.,2008; Nicolini et al., 2013; Olson et al., 2013; Querino etal., 2011; Rinne et al., 2007; Smeets et al., 2009;
Sturtevant and Oechel, 2013; Wang et al., 2013; Zona etal., 2009)。また，人工衛星を用いた全球のメタン濃度観測(e.g., Clerbaux et al., 2009; Frankenberg et al.,2005; Yokota et al., 2009)や，近年のプロセスモデルの高度化(Inatomi et al., 2010; Ito and Inatomi, 2012;
Tian et al., 2011; Zhuang et al., 2004)により，地球規模でのメタン収支の全容が明らかになりつつある。その一方で，いずれの手法においても，多くの問題や不確実性を有しており(Kroon et al., 2010; Melton et al.,2013; Ueyama et al., 2013; Cressot et al., 2014)，メタン
収支評価の研究は発展途上段階にある。そこで，2014 年 度 日 本農 業 気 象 学 会全 国 大 会 に おい て ，JapanFlux 主催により「陸域メタンフラックスの評価のための連携研究に向けて―現状の課題共有の先にある飛躍」と題したオーガナイズドセッションを企画した。本セッションの目的は，全球から生態系ス
ケールまで様々なスケールのメタンフラックスの評
価手法の問題点を共有し，課題解決のための議論を深めることで，分野間の連携研究の発展を模索することである。6 題の講演を通して，現時点での研究の問題点について活発な議論があった。

3．発表内容伊藤昭彦（国立環境研究所）は，全球スケールでのメタンの動態研究のレビューやプロセスモデルによる全球評価研究(Ito and Inatomi, 2012; Kirschke etal., 2013)について報告した。今日の大気メタン濃度の上昇量は，これまでのどの IPCC 報告書で予測された上昇量と比べても少なく，全球スケールでのメタン濃度やフラックスの予測には依然として多くの不確実性が含まれていることが報告された。生態系
モデルを用いたメタンフラックスの評価にも多くの不確実性が含まれており，特に，使用するサブモデ
ルや湿地の分布によって全球で百数十 Tg の不確実性となること(Melton et al., 2013; Wania et al., 2013)が報告された。観測データによるモデルの検証や感度解析，また広域化された観測データとの比較などを通して，モデルの高度化が期待されることが発表された。観測研究との連携に加えて，水文気象分野との連携，衛星データの利用，同位体計測，インベン
トリーの作成がモデルの高度化に有益となると述べられた。
伊藤雅之（京都大学）は，地表面の不均一性による流域スケールでのメタンフラックス評価の課題を報告した。日本の森林は，山地渓流域に分布しており，また温暖湿潤な夏季を伴うために，土壌におけるメタンフラックスが時空間的に非常に不均一である(Itoh et al., 2007, 2009)ことが報告された。温暖な
夏季においては，流域内に存在する数パーセントの湿地からのメタン放出が，そのほかの不飽和土壌の吸収に比べて 100～1000 倍以上大きくなるため，流域スケールでは，メタンの放出になりうることが報告された。このことは，チャンバー法等のプロット
スケールでの観測で，流域スケールのフラックスを評価する場合の大きな障壁となりうる。また，非泥炭地の熱帯林では，大きなメタンの放出は観測されなかったこと(Itoh et al., 2012)，水田からのメタン放出量も水田によって大きく異なる(Itoh et al., 2011)ことが報告された。これらの観測データが示唆することは，植生タイプによるメタン放出量の単純な見積
もりには多くの不確実性が伴うことである。メタン
生成についてのプロセスを解明するためには，フラックスの観測だけではなく，土壌の酸化還元電位，
酸化マンガン，鉄などの濃度を同時に計測しておく必要があることが述べられた。
森下智陽（森林総合研究所）は，不飽和森林土壌におけるメタン吸収量に関する統合解析の結果を報告した。日本の森林土壌は，ヨーロッパの土壌と比べてメタン吸収量が多いこと，また，その理由として日本の森林土壌が火山灰由来の黒色土であることが報告された(Ishizuka et al., 2009; Morishita et al.,2007) 。 国 内 の 森 林 土 壌 の 吸 収 量 は 容 積 重 (bulkdensity)によって説明できることが報告された。今後，メタンの吸収量を計測する場合，このような環境要
因も同時に計測しておくことで他サイトとの比較が容易になる可能性がある。観測データに基づくモデ
ルから，大気メタン濃度の上昇により我が国の森林
土壌のメタン吸収量が年々増加している可能性があること（Hashimoto et al., 2011）が報告された。森林毎でメタン吸収量が大きく異なるため観測サイト数を増やす必要があること，間伐・皆伐の影響を評価すること，窒素降下物の増加による影響を評価する
ことなどが課題として残されていると報告された。
梁乃申（国立環境研究所）は，チベット高原湿地生態系で実施している多点自動開閉チャンバーシス
テムを用いた連続観測，渦相関法による連続観測，
固定チャンバーを用いた空気サンプリングとガスク
ロマトグラフィー分析による定期観測の 3 つの手法を用いたメタンフラックス観測の結果について報告した。2 つのチャンバー法と渦相関法によるメタン
フラックスは概ね一致したものの，渦相関法で得られた日変化の方が連続チャンバーシステムで得られた日変化よりも振幅が大きいこと（Yu et al., 2013）

D - 13 -会議報告が示された。また，チャンバー内の植生影響の評価などプロセス研究にチャンバーが利用できることを報告した。
岩田拓記（京都大学）は，国内外の研究者による
微気象学的手法を用いたメタンフラックス計測のレ
ビューと，発表者らが主導しているアラスカの永久
凍土上の森林における研究例を紹介した。森林 3 サイト(Sakabe et al., 2012; Ueyama et al., 2006, 2012,2013)，水田 1 サイト(Iwata et al., 2014)において，微気象学的手法により継続的にメタンフラックスが計測されていることが報告された。永久凍土上の森林
では，風向によってメタンフラックスが異なること，融解深が深まるにしたがってメタン放出量が大きくなることが報告された。チャンバー法による観測か
らメタンの吸収・放出を示すプロットが森林内に混在しており，森林スケールでのメタン収支の評価に
微気象学的手法が有用であることが報告された。一方で，微気象学的手法においてもバブリング等によって突発的に発生する大きな放出が観測されることがあり，突発的な放出の定量評価に関して課題が残されていることが報告された。また，北方地域の湿地であっても観測サイトによってメタンフラック
スが大きく異なる(Long et al., 2010; Nadeau et al.,2013; Rinne et al., 2007; Sachs et al., 2008)ため，湿地における更なる観測や湿地の区分について詳細な検討を行う必要があることが報告された。
齊藤誠（国立環境研究所）は，全球のメタン収支や空間分布が GOSAT 衛星によりどの程度，高度化されたのかについて発表があった。GOSAT 衛星によるメタン濃度の観測点が増えたことにより，地上観測点が少ない東南アジアや南米，南亜熱帯地域のメタン放出が顕著である可能性が示された。全球ス
ケールでの評価の検証・高度化のため，地上観測
データが必要であることが述べられた。特に，地上観測データの代表性の情報，フラックスデータに加えて濃度の絶対値（1ppb 程度の精度）の観測，地上観測―航空機観測―衛星観測を統合する解析，地域
スケールでのメタン交換を支配するプロセスの解明が有益となることが述べられた。
6 名の講演の後に，コメンテーターとして波多野隆介（北海道大学），宮田明（農業環境技術研究所）
から総括をいただいた。メタン交換に係わるプロセスの理解のためには，フラックスの計測のみならず，
それらに関係する環境要因を同時に計測しておくことが重要であることが述べられた。特に，メタン生
成 を 支 配 す る 要 因 で あ る 有 機 物 量 ， O2 ， NO3- ，MnO2，Fe2，O3，SO4-2 濃度は，サイト毎のメタン生成量の違いを説明できる重要な要素となりうる。また，サイト毎での解析においても，生物地球科学循
環を考慮したモデルを用いることで，メタン生成・酸化に係わる理解が深まる可能性がある（Fumoto etal., 2008, 2010）ことが述べられた。

4．おわりに
本オーガナイズドセッションを通して，現時点におけるいくつかの課題が明らかになったと思われる。
まず，メタン交換量については，吸収源と放出源が様々な空間・時間スケールによって混在していることがあげられる。全球スケールにおいては湿地の分
布，生態系スケールではフットプリント内におけるホットスポットの分布，チャンバースケールでは吸収・放出源の土壌中の鉛直分布や空間分布、またその時間変化をどのように定量化していくかがメタン
交換量評価の高度化に向けての課題である。時間・
空間スケールによって有効なツールが異なるため，いくつかの研究グループの連携が必要である。また，
メタンの生成と酸化には，いくつものプロセスが係わっていることから，主要な環境要因を同時に計測することが重要であり，フラックス観測や化学分析を得意とする研究グループの連携が重要である。

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