陸水系におけるガス交換の研究

陆水系统气体交换研究

基本信息

批准号：
11213209
负责人：
檜山哲哉
金额：
$ 13.31万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

森林や水田等、陸水系を構成する様々な陸域生態系における温室効果ガスの、主に大気との間の交換過程を明らかにすることを目的に研究を行った。今年度は、CO_2の施肥を直接被る都市一次林でのCO_2・水・熱輸送量を季節変化〜年々変動スケールで明らかにした。また、メタンの主要な放出源である水田からのメタンフラックスを季節変化スケールで明らかにした。都市一次林でのCO_2・水・熱輸送量(フラックス)の長期モニタリングは、樹冠上(21m)に設置した乱流計測機器と土壌呼吸チャンバーによる土壌呼吸測定から、NEP(Net Ecosystem Production)とSR(Soil Respiration)の季節変化をそれぞれ求めた。1999年4月から2002年12月にかけての観測結果から、年間のCO_2収支を求めた結果、NEP=-6.6(tCha-1year-1)、SR=5.9(tCha-1year-1)となり、他の森林生態系と比べて、NEPは比較的大きい森林であることがわかった。水田におけるメタン(CH_4)フラックスは、TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectrometer)と超音波風速計を用い、渦相関法により評価した。長期観測の結果、水田における地表面状態を反映したCH_4フラックスの明瞭な季節変化が観測できた。大きなCH_4の放出は、夜間、安定成層化した状態で地表面付近に貯まったCH_4が、明け方大気が不安定となる際に大気上方へと輸送される場合に観測された。スペクトル解析の結果から、大きなCH_4フラックスが観測される際には、比較的低周波領域の渦(スケールの大きな渦)によって輸送されていることが明らかとなった。耐久性を有し、かつCH_4の濃度変動を直接測定できるTDLASは、日変化レベルから季節変化レベルにおいて、CH_4フラックスの長期観測に適していることがわかった。

这项研究的目的是阐明构成陆地-水系统的各种陆地生态系统（例如森林和稻田）中温室气体主要与大气的交换过程。今年，我们从季节到年度尺度明确了直接暴露于CO_2施肥的城市原始林的CO_2、水和热量传输量。我们还按季节明确了稻田的甲烷通量，稻田是主要的甲烷排放源。通过使用安装在树冠（21 m）上方的湍流测量设备和土壤呼吸室测量土壤呼吸，利用NEP（净生态系统生产）对城市原始林中的CO_2、水和热传输（通量）进行长期监测）和 SR（土壤呼吸）季节变化已确定。根据1999年4月至2002年12月的观测结果计算年度CO_2平衡，NEP=-6.6（tCha-1year-1），SR=5.9（tCha-1year-1），与其他森林生态系统相比， NEP被发现是一片相对较大的森林。使用TDLAS（可调谐二极管激光吸收光谱仪）和超声波风速计，通过涡相关法评估稻田中的甲烷（CH_4）通量。长期观测结果表明，稻田CH_4通量的季节变化明显，反映了稻田地表状况。当CH_4在夜间以稳定的分层状态积累在地表附近并在黎明时大气变得不稳定时向上输送到大气中时，观察到大量的CH_4排放。谱分析结果表明，当观测到较大的CH_4通量时，它们是由相对低频的涡流（大尺度涡流）输送的。结果发现，TDLAS具有持久性，可以直接测量CH_4浓度波动，适合对从日水平到季节水平的CH_4通量进行长期观测。