間伐はスギ・ヒノキ林の地上部・地下部への炭素配分に影響を及ぼすのか?

间伐是否会影响雪松和柏树林地上和地下部分的碳分配？

基本信息

批准号：
11J01408
负责人：
片山歩美
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J01408/
关键词：
炭素配分ヒノキ間伐蒸散リン炭素循環斜面 TBCF リン制限樹液流計測

项目摘要

森林における炭素配分、つまり「光合成により獲得した炭素をどの様に利用するか」という情報は、森林の炭素収支を理解する上で必要である。施肥や灌概が炭素配分に与える影響に関する研究は数多くある一方、間伐に関する炭素配分の研究は皆無である。間伐は炭素収支に影響を与えることが報告されているため、森林施業を考慮した将来予測などのモデル構築の際、炭素配分の情報が必要不可欠であると考えられる。したがって、本研究の目的は、スギ・ヒノキ人工林において、間伐が炭素配分に与える影響を評価することである。日本の森林は山岳地域が多く、本試験地の人工林も、植栽されている場所によって傾斜が異なり、斜面上部では成長が悪く、斜面下部では成長が良いといった、空間変動が大きな場所である。したがって、日本において森林全体を評価するには、地形の影響を評価することが、必要不可欠であると考えられる。本研究ではまず、地形が炭素配分に与える影響を明らかにすることを目的とした。本試験地の樹液流速度、土壌呼吸速度、リターフォール量などのデータを斜面上部と下部で比較することにより、斜面上部では光合成により獲得できる炭素が少なく、また、地下部に炭素をより多く配分しているため、地上部に配分する炭素が少なくなり、成長が遅くなっていることが示唆された。両プロットにおける生葉とリターフォール中のリン濃度を調べたところ、両方とも尾根部の方がリン濃度が低かった。したがって、斜面上部ではリン制限状態が大きく、それが地下部の競争を激化させて炭素配分の違いを生じさせた原因であることが明らかとなった。2012年1-3月にかけて、本試験地において本数あたり50%の間伐が実施された。間伐実施が予定よりも1年遅くなったために、本研究では間伐前と同じようなデータを取得することが出来なかった。しかしながら、樹液流速度のデータは、期間限定的に取得することができたので、間伐前後において蒸散量がどの様に変化するかを本研究では明らかにした。間伐前後で、単木の樹液流速度を比較したところ、日射と樹液流速度の関係に有意な差は見られなかった。蒸散量は、単木蒸散量と辺材面積の積で推定される。辺材面積は、間伐前後でLPでは35%、UPでは33%の減少率であったことより、蒸散量は辺材面積減少分(33-35%)しか減少していないと考えられた。つまり、間伐前後における蒸散量およびGPPの変化は、辺材面積の減少率が重要であることが示唆された。

有关森林碳分配的信息，即“如何利用通过光合作用获得的碳”对于了解森林的碳预算是必要的。虽然关于施肥和灌溉对碳分配影响的研究很多，但还没有与间伐相关的碳分配的研究。据报道，间伐会影响碳平衡，因此在构建考虑森林经营的未来预测模型时，有关碳分配的信息被认为至关重要。因此，本研究的目的是评估间伐对雪松和柏树人工林碳分配的影响。日本的森林多位于山区，本试验地的人工林空间变化也较大，不同种植地点的坡度也不同，上坡生长缓慢，下坡生长良好。。因此，为了评估日本整个森林，评估地形的影响至关重要。本研究的第一个目的是阐明地形对碳分配的影响。通过对比本试验点上下坡的液流速率、土壤呼吸速率、凋落物量等数据，我们发现上坡通过光合作用获得的碳较少，而更多的碳分布在地下。这表明分配到地上部分的碳较少，从而减缓了生长。当我们调查两个样地的鲜叶和凋落物中的磷浓度时，我们发现两个样地的田埂区域磷浓度较低。由此可见，坡体上部磷含量严重受限，加剧了地下竞争，造成碳分配差异。 2012年1月至3月，该试验点进行了50%的间伐。由于间伐比原计划晚了一年，因此本研究无法获得与间伐前相似的数据。然而，有关树液流速的数据只能在有限的时间内获得，因此本研究阐明了间伐前后蒸腾作用的变化。当我们比较间伐前后单棵树的树液流量时，我们发现太阳辐射与树液流量之间的关系没有显着差异。蒸腾量估计为单棵树的蒸腾量与边材面积的乘积。间伐前后，LP 中的边材面积减少了 35%，UP 中的边材面积减少了 33%，表明蒸腾作用仅因边材面积的减少而减少 (33-35%)。换句话说，有人认为边材面积的减少率对于间伐前后蒸腾作用和GPP的变化很重要。