タワー観測データと空間情報による生態系-大気間フラックスの広域評価に関する研究

利用塔观测数据和空间信息进行生态系统-大气通量广域评估研究

• 批准号: 08J01393
• 负责人: 小野 圭介
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01393/
• 关键词: フラックス; 広域評価; プロセスモデル; 農業生態系; 水田; 土壌炭素動態; リモートセンシング; 空間代表性

本年度は、CO_2フラックスを面的に評価するための基礎となる土壌-植生-大気伝達(SVAT)モデルの改良と空間情報の整備を行った。つくば市近郊の水田地帯で得られた複数年のタワー観測データ(2004〜2007年分)を解析し、生態系-大気間フラックスの年次変動について、総光合成量は日射量と日射の散乱成分の割合、生態系呼吸量は気温と地上部バイオマスの相違でほぼ説明できることを明らかにし、各々の関係を定式化した。この結果に基づいて、既存のSVATモデルを改良し、田面水が存在する期間についてはCO_2フラックスを精度良く推定できるようになった。しかし、田面水が存在しない中干しと落水の期間は、相対的に土壌微生物呼吸量(土壌有機物分解量)の影響が大きくなり、温度のみに依存して分解率が決まる従来のスキームでは対応できないことが明らかとなった。このため、多湿な水田土壌に適した有機物分解サブモデルの開発に着手した。このサブモデルの基本構造にはRoth-Cモデルを適用し、分解率の土壌水分依存性をより適切な関数型に置き換えた。一方、モデルを面的に適用するため、人工衛星・航空機リモートセンシングデータを用いてタワー周辺領域の植生指標と上地利用分布をデータベース化した。次年度は、これらを組み合わせ、タワー周辺領域のフラックスを連続的に推定し、タワー観測データの空間代表性を明らかにする。汎用性の高いSVATモデルがさらに多湿土壌にも適用可能となることで、水田を含む複雑な土地利用を持つ地表面の広域フラックスの評価において今後の発展が期待できる。

今年，我们改善了土壤蔬菜 - 大气传播（SVAT）模型，该模型是评估CO_2通量的基础，并开发了空间信息。我们分析了在Tsukuba City附近获得的多年塔观测数据（价值2004-2007），并揭示了生态系统 - 大气通量的年度变化可以通过太阳能辐射分散的组件的比例来解释，并且在温度之间可以大致解释生态系统的呼吸量，并且在每个温度之间可以进行大约解释。基于此结果，现有的SVAT模型已得到改进，从而可以在存在水稻地表水的时期对CO_2通量的准确估计。但是，已经揭示了没有水稻水表面水的干燥和掉落的时期相对较大，而且土壤微生物呼吸量（土壤有机物分解量）的影响无法通过常规方案来解决，在这些方案中，该方案完全确定分解速率仅对温度确定。因此，我们已经开始开发适合湿稻土的有机物分解子模型。将Roth-C模型应用于该子模型的基本结构，用更合适的功能类型代替了分解速率的土壤水分依赖性。另一方面，使用卫星和飞机遥感数据创建了塔周围区域的型号，植被指示器和土地利用分布。在第二年，这些将被合并以连续估计塔周围区域的通量，从而揭示了塔观测数据的空间代表性。高度通用的SVAT模型可以进一步应用于高湿度土壤中，并且在包括稻田在内的复杂土地使用的情况下，可以在评估表面的大区域通量时预计未来的发展。

项目成果

Applicability of the Planar Fit Technique in Estimating Surface Fluxes over Flat Terrain using Eddy Covariance

• DOI: 10.2480/agrmet.64.3.5
• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Agricultural Meteorology
• 影响因子: 1.3
• 作者: K. Ono;M. Mano;A. Miyata;Y. Inoue

地表面フラックス推定のためのWPL補正:導出の背景と適用について

地表通量估算的 WPL 修正：推导和应用背景

• 发表时间: 2009
• 作者: 小野圭介;宮田明
• 通讯作者: 宮田明

Slow decomposition of organic matter due to excess moisture in a fallow paddy soil

休耕稻土中水分过多导致有机物分解缓慢

• 发表时间: 2008
• 作者: Keisuke Ono;Masayoshi Mano;Gwang Hyun Han;Yoshikazu Kobayashi;Hideyuki Nagai;Tomoyasu Yamada;Akira Miyata;Yoshio Inoue
• 通讯作者: Yoshio Inoue

Seasonal variation in canopy light use efficiency of a rice crop

水稻作物冠层光利用效率的季节变化

• 发表时间: 2009
• 作者: Keisuke Ono;Masayoshi Mano;Akira Miyata;Yoshio Inoue
• 通讯作者: Yoshio Inoue