研究者詳細 - 小谷　亜由美

講演・口頭発表等 - 小谷　亜由美

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Response of larch forest CO2 exchange on wetness variability of permafrost active layer in eastern Siberia 国際会議

Kotani, A., Ohta, T., Maximov, T.C.

The 2nd Asian Conference on Permafrost

東シベリアのカラマツ蒸散と森林蒸発散の変動特性－凍土融解層の温度・水分条件の影響

中坪稔, 小谷亜由美, 田岳史, 飯島慈裕

日本地球惑星科学連合2017年大会

大気・土壌環境の変化が森林蒸発散に与える影響~東シベリア・カラマツ林2サイトの比較~

中坪稔, 小谷亜由美, 太田岳史, 飯島慈裕, Troﬁm C. Maximov, Alexander V. Kononov

日本森林学会大会発表データベース

開催年月日： 2017年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

本研究では、ロシア連邦・レナ川中流域のカラマツ林2サイトを対象として、「大気・土壌の環境変化が東シベリア・カラマツ林の森林蒸発散に与える影響を蒸発散と各要素の結びつきという観点から評価する事」を目的として、(1)タワーフラックス観測および樹液流計測、(2)永久凍土活動層深度の計測、(3)パス解析による各環境要素の影響経路とその相対的な重要性の調査を行い、これらを組み合わせる事で、様々な気象・土壌条件における森林蒸発散およびカラマツ蒸散の環境変化に対する応答のメカニズムを比較した。　季節変化スケールにおいて解析を行った結果、対象地においては地温が森林水循環に重要な役割を果たす事が明らかになった。地温は植物の根の吸水活性などと密接な関係を持つ事から、植物が土壌中の水分を利用な可能な状態であるかどうかが東シベリアの森林水循環において重要であると考えられる。一方で、植物が利用可能な水分量を表す土壌水分量による影響は他要素と比較して重要性が低くなる傾向が見られた事から、季節変化スケールにおいては土壌中に存在する水分量が森林水循環に与える制限は小さいといえる。

DOI： 10.11519/jfsc.128.0_124

東シベリアカラマツ林における群落上下の乱流特性比較

上倉義人, 小谷亜由美, 太田岳史

日本森林学会大会発表データベース

開催年月日： 2017年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

森林群落内外の風環境は、樹木への物理的ストレスをもたらす一方で、物質輸送にも影響を及ぼす。群落構造は風環境の形成要因のひとつであり、様々な森林群落での研究が必要である。そこで本研究では、他地域の森林と比較して樹冠密度の小さい東シベリアカラマツ林を対象として、風環境への樹冠の影響を明らかにするため、林外と林内の風速、摩擦速度、空気力学的コンダクタンス、および林外から林内への摩擦速度減衰率に着目してそれらの時間変動の要因を調べた。本カラマツ林の摩擦速度減衰率は他地域の森林より減衰率は低く、LAIの小さいことを反映している。同程度のLAIの森林と比較すると、不安定時には減衰率は小さく、安定時には減衰率は大きいという結果が得られた。摩擦速度と風速の変動要因として、安定度・年月・風速を検討した。空気力学的コンダクタンスの時間変化については、林冠の季節変化と年変化を考えると、林外と林内で異なる時間変化がみられた。

DOI： 10.11519/jfsc.128.0_414

東シベリアカラマツ林における植生変化が樹木の吸水特性に対して及ぼす影響

山田啄也, 太田岳史, 小谷亜由美

日本森林学会大会発表データベース

開催年月日： 2017年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

東シベリアSpasskaya Pad観測サイトのカラマツ林においては、近年の多雨による湿潤化に伴って植生変化が報告され、主要構成樹種であるカラマツ以外に低木層のカンバ等の成長が著しい。これらの変化を受け林内の土壌水分の利用の仕方がどのように変化したかを評価するため、本研究では植生変化が報告される前後を対象として、根系鉛直分布の調査結果および土壌中の水分移動シミュレーション結果の比較を行った。また、根系による吸水現象が土壌水分の変動に対しどのように関与しているかを明らかにするため、根系の吸水現象の考慮の有無によるシミュレーション結果の違いについて検討した。植生変化の前後とも同様に、表層30cmに細根(<2mm)の90%前後が存在するという特徴が見られた。また、この細根の鉛直分布は他の北方森林生態系における標準的な鉛直分布傾向と比較してもかなり浅い層に集中していた。これより、東シベリア地域の森林においては特に土壌表層付近の根系が吸水過程に関与していることが示唆された。

DOI： 10.11519/jfsc.128.0_117

モンゴルとシベリアの北方林における地表面熱収支と大気境界層の年々変動

Galtbayar Saruul, 小谷亜由美, 太田岳史

日本森林学会大会発表データベース

開催年月日： 2016年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

北半球の気候を制御するアジア北方地域での地表面と大気のエネルギー循環に占めるタイガ林の役割は大きい。東シベリアのタイガ林は永久凍土上のカラマツ林であり、南限はモンゴルの北東に存在する。本研究では、東シベリアとモンゴルのタイガ林において、土壌水分量と対流性降雨の間には負のフィードバックがあるという仮説を検証し、両方の地域特性や年々変動を調査した。東シベリアは2004-2012年、モンゴルは2003-2006年に森林内のタワーで観測された顕熱や気温などの気象データを使って、スラブモデルで混合層の高さを推定した。これに正味放射量、顕熱量、大気安定度と持ち上げ凝結高度の条件を加えることで対流性降雨の発生を予測した。主な結果として、シベリアで雨が多い年は、そこでの対流性降雨量が少ない傾向がみられ、上記の仮説に沿っていた。また、モンゴルでは、調査が行われた全ての年で東シベリアより対流性降雨量が多く、対流性降雨の年間雨量には有意水準5%で有意な差がみられた。対流性降雨は、各地域での水のリサイクル率と関係しており、水蒸気の起源がモンゴルと東シベリアで異なっていることを表している。

DOI： 10.11519/jfsc.127.0_384

Evapotranspiration and carbon dioxide fluxes over larch forests with different soil water condition at eastern Siberia 国際会議

4th International Symposium on Arctic Research (ISAR-4)

常緑落葉混交林におけるCO2吸収期間の年変動

小谷亜由美

日本農業気象学会研究発表会

スペクトル解析を用いた、東アジアカラマツ林における蒸発散特性の解析

中坪稔, 小谷亜由美, 太田岳史

水文・水資源学会研究発表会要旨集

開催年月日： 2015年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

森林は蒸発散を通して地球の水循環に大きな影響を与えている。森林のうち、高緯度地域や亜高山帯に成立するタイガ林は地球の森林面積の約30%を占め(FAO, 2003)、その面積の大きさからタイガ林が地球規模での水循環に与える影響は多大なものである。また、タイガ林では現在地球温暖化の影響が顕著に現れており、地球温暖化と森林の関係を考える上で重要であるといえる。本研究では、東ユーラシアにおけるタイガ林の代表的な樹種であるカラマツが優占する3地点の森林、東シベリア、モンゴル北部、日本の富士北麓の観測データを用いて、潜熱フラックスと環境因子の時間変化に関連する関係性についての地点比較を行った。解析の手法として、離散ウェーブレット変換を用いたスペクトル解析を利用し、日内変動から年々変動までの複数の時間スケールにおいて解析を行った。環境因子が蒸発散に与える影響は、解析対象とする時間スケールにより異なるためである。本研究では、環境因子として、土壌水分量、短波放射量、気温、大気飽差を使用し、それぞれ蒸発散量との共変動性を調査した。　結果として、蒸発散量と環境因子の共変動性のうち、3地点の違いがもっとも明瞭だったのは土壌水分量であった。土壌水分量では、スケールごとの相関の強弱、正負の傾向がそれぞれ異なっており、東シベリアでは全スケールで正の相関、他の2地点では季節内変動以下の時間スケールで負の相関を示した。土壌水分量は降雨による急激な上昇の後、下方浸透によって減少するが、潜熱フラックスは降雨後に上昇するため、負の相関が生じたと考えられる。気温、大気飽差を比較すると、大気飽差のみ季節変動レベルでの共変動性に地点間の違いが見られた。大気飽差は気温と水蒸気量の影響を受けるため、その地点における水蒸気量の違いが反映されたと考えられる。蒸発散量の変動特性の地域間での違いについて、地点ごとに強い共変動性を持つ時間スケールは異なっていた。季節変動レベルの時間スケールでは東シベリアとモンゴルで共変動性が強く、日内変動レベルでは富士北麓において共変動性が強い。また、地域ごとに蒸発散量との共変動性が大きく異なる土壌水分量、大気飽差はいずれも各地の水分状態を表す要素であった。そのため、その森林の大気中、地中の両方における水分状態の違いが、蒸発散特性が地域ごとに変化する原因となると考えられる。

DOI： 10.11520/jshwr.28.0_100075

人工降雨装置によるPAIと降雨強度を変化させたときの遮断損失量の変動

山田純司, 太田岳史, 小谷亜由美

日本森林学会大会発表データベース

開催年月日： 2015年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

遮断蒸発現象は樹冠構造に大きな影響を受けると言われているが、樹冠構造が遮断損失量に与える影響に関しては未だ不明な点が多い。本研究では樹冠構造の変化が遮断損失量に与える影響を評価するため、人工降雨装置を用いて室内実験を行った。樹高約1mのレイランディーを対象木とし、単木における遮断損失量を測定した。遮断損失量は水収支法に基づいて計算する。剪定を行うことでPAIを変化させていき、複数の降雨強度でのPAIと遮断損失量の変動の相関を調べた。また、微気象要素(飽差、風速、正味放射量)の測定を行った。室内実験であったため風速は0であった。降雨実験を行った結果、0～7％の遮断率が観測できたが、PAIと遮断損失量の間で明確な相関は見られず、飽差と遮断率の間にも相関は見られなかった。風速が0であったため空気の攪乱が生じておらず、葉に貯留された雨滴がほぼ蒸発しなかったことが原因と考えられる。以上のことから、風速は樹冠遮断を考えるうえで重要な要素であり、飽差が存在するだけではPAIによる樹冠遮断への影響はほぼ見られないことが分かった。空気の攪乱が起きることで水蒸気移動が促進され、遮断が進行すると考えられる。

DOI： 10.11519/jfsc.126.0_223

スペクトル解析を用いたカラマツ林の蒸発散特性の解析

中坪稔, 太田岳史, 小谷亜由美

日本森林学会大会発表データベース

開催年月日： 2015年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

タイガ林は、現在地球温暖化の影響が顕著に現れており、森林と地球温暖化の関係を考える上で重要である。本研究では、東ユーラシアにおけるタイガ林の代表的な樹種であるカラマツが優占する森林の観測データを用いて、潜熱フラックスと環境要素の結びつきの強さの時間変化についての解析を行った。解析の手法としてウェーブレット変換を利用して、日内変動から年々変動までの複数の時間スケールにおいてスペクトル解析を行い、日本、東シベリア、モンゴル北部の森林で地点比較を行った。 　全地点において日内変動以下のスケールでは短波放射、大気飽差の影響が大きく現れ、長期の時間スケールになるにつれ気温の影響が大きくなるという共通の結果が得られた。しかし、それぞれの環境要素の動態は地点ごとに大きく異なるものであったため、潜熱フラックスへの影響の大きさや時間変動に地点間で違いが見られ、特に日本の森林とそれ以外においてその違いは顕著なものであった。これは、東シベリアやモンゴル北部が大陸性の気候であり、日本のものと大きく異なることやそれにより生じる環境条件の違いが反映されたものであると考えられる。

DOI： 10.11519/jfsc.126.0_226

Role of soil texture and canopy composition on evapotranspiration and CO2 exchange over larch forest 国際会議

小谷亜由美・太田岳史・AV Kononov・TC Maximov

8th annual international symposium on "C/H2O/energy balance and climate over boreal and arctic regions with special emphasis on eastern Siberia"

常緑落葉混交林における二酸化炭素交換量と吸収期間の年変動

小谷亜由美・太田岳史

日本気象学会秋季大会

東シベリアのカラマツ林でみられる凍土・森林・大気のかかわり

小谷亜由美

日本雪氷学会雪氷研究大会/気象水文・凍土合同分科会

D351 常緑落葉混交林における二酸化炭素交換量と吸収期間の年変動(大気-陸面間の水・エネルギー・炭素フラックスに関する最新研究2014,スペシャル・セッション)

小谷亜由美, 太田岳史

大会講演予講集

東シベリアカラマツ林における、上層植生と下層植生から生じる潜熱フラックスの変動要因

斉藤淳志, 小谷亜由美, 太田岳史, 飯島慈裕

日本森林学会大会発表データベース

開催年月日： 2014年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

東シベリア地域カラマツ林での2005～2012年のタワー観測データを用いて、カラマツ林上層部(3.3m以上)と下層部(3.3m以下) の潜熱フラックスを区別して解析を行った。本研究ではペンマン・モンティース式を用いて、各潜熱の年々変動に対する環境要素の寄与率を計算し、上・下層潜熱それぞれの増加・減少傾向の要因について明らかにした。 上層潜熱には減少傾向が見られ、下層潜熱には増加傾向が見られた。その原因としては、以下のように考えられる。上層潜熱の年々変動に対して最も高い寄与を示した要素は、上層表面コンダクタンスであった。観測地域で発生した長期湿害の影響により2007年頃から上層カラマツの活性が低下し、上層表面コンダクタンスが減少したことが上層潜熱減少の要因であると考えられる。下層潜熱の年々変動に対して高い寄与率を示した要素は、下層表面コンダクタンス、大気飽差、有効エネルギー量の3つであった。下層表面コンダクタンスには減少傾向が見られたが、下層表面コンダクタンスの減少以上に大気飽差と有効エネルギー量の増加の影響が大きかったため、結果的に下層潜熱は増加したと考えられる。

DOI： 10.11519/jfsc.125.0_146

常緑落葉混交林における蒸発散長期変動と環境応答の解析

印南賢人, 太田岳史, 小谷亜由美, 中井太郎

日本森林学会大会発表データベース

開催年月日： 2014年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

愛知県瀬戸市に位置する瀬戸観測サイトでは、2002年から水文・気象観測が継続されており、10年間の変化を解析することができる。また、瀬戸サイトでは2010年にナラ枯れによる撹乱が起きており、それが年蒸発散量にどのように影響しているかを検討することが可能である。本研究では、蒸発散量の年々変動から水収支を検討し、表面コンダクタンスの変化から蒸発散量の変化を明らかにした。そして、瀬戸サイトにおける10年間の環境変化の影響を理解するものである。 　本研究では、実蒸発散量を求める手法として渦相関法を用いた。そして、以下の結果が得られた。 　年降水量は1000～2000mmの間で大きく変動し、年蒸発散量の変動は500～750mmと小さかった。また、2010年に起きたナラ枯れにより、年蒸発散量が約100mm減少した。蒸発散量の変動の要因を明らかにするため、Jarvisモデルにより着葉期（JJA）および落葉期（DJF）の表面コンダクタンスを解析したところ、着葉期は大気飽差、落葉期は大気飽差と気温の影響が大きかった。また、枯死後の変動は、落葉期の大気飽差に最も影響が現れていた。

DOI： 10.11519/jfsc.125.0_658

ナミビア北部地域におけるイネ・ヒエ混作栽培導入に向けた蒸発散特性の解析

花村美保, 太田岳史, 小谷亜由美, 檜山哲哉, Jack Kambatuku, 飯嶋盛雄

水文・水資源学会研究発表会要旨集

開催年月日： 2014年

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

半乾燥地域であるナミビア北部地域において、従来作物生産に利用されることのなかった季節性湿地を有効活用する方法として、新規作物としてイネを導入し、ヒエと混作させる栽培技術が検討されている。乾燥に強く当地の主食であるトウジンビエと、湛水状態でよく生育し、古くから日本で研究が進められているイネを同時に育てることにより、洪水と干ばつのどちらが発生した場合でも、安定した食糧供給を目指すための試みである。本研究では、ナミビア北部地域に出現する季節性湿地での混作栽培導入に向けて、イネとヒエの混作栽培時の蒸発散特性を明らかにすることを目的とした。蒸発散特性を明らかにする手法として、Jarvis型モデルを用いて解析を行った。 ナミビア北部に位置するナミビア大学オゴンゴキャンパス内(南緯17° 40' 49″、東経15° 18' 11″、標高約1100m)に、季節性湿地を模した試験圃場を設置した。熱収支測定システムを2サイト(Upperサイト、Lowerサイト)設営し、それぞれ観測を開始した。解析期間は、2012年9月12日から2013年9月11日の1年間とした。各サイトで、純放射量Rn、下向き短波放射(日射)量Sd、気温Ta、飽差VPD、地中熱流量G、風速Ws、土壌水分量SWCを測定した。 Jarvis型モデルを用いて各サイトの各環境要因と表面コンダクタンスGsの関係を検証したところ、モデルの精度は低かった。この原因の1つとして、SWCの連続測定データがないことが考えられ、Gsの限定要因としてSWCの寄与が小さくない可能性が示唆された。そこで、f4(SWC)estと実測値を用いて算出したf4(SWC)の関係をみたところ、どちらのサイトも、f4(SWC)estはf4(SWC)と近い値をとった。これより、GsへのSWCの影響を考慮する必要があることが分かった。 今後、SWCの連続測定が可能になれば、Jarvis型モデルを用いて当サイトの蒸発散特性を表せる可能性が高く、混作栽培導入に向けて重要な知見を提供できる。本観測期間は厳しい干ばつ年であったため、今回の結果に加えて、豊水年や平水年も含めた様々な環境条件で、当サイトの蒸発散特性に対して、混作栽培の影響がどのように出てくるのかに関する観測と解析が必要である。

DOI： 10.11520/jshwr.27.0_100105

Flux-based water use efficiency over two larch forests with different soil and canopy structure at eastern Siberia 国際会議

Kotani A, Ohta T, Maximov T

American Geophysical Union fall meeting

Net ecosystem water use efficiency over two larch forests at eastern Siberia 国際会議

Kotani A, Ohta T, Kononov A, Maximov T

2nd International Conference on "Global Warming and the Human-Nature Dimension in Siberia

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