北方林（タイガ）が気候湿潤化の影響で衰退する－東シベリア・ヤクーツクでの14年間にわたる成果を解析して－

方林(タイガ)が気候湿潤 の影響 衰退する

- 東シベリア･ヤクーツク の

14 年間にわたる成果を解析し -

名古屋大学大学院生命農学研究科の太 岳史教授，小谷亜 美

助教， (独)海洋研究開発機構の飯島慈裕主任研究員， ロシア･ 方

圏生物問題研究所の _T.C. マキシモフ主任研究員 の国際

プ ，ロシア･東シベ ア･ヤク ツク近郊の広大 広 方林

カ マツ林 の ₁₉₉₈ 年 の ₁₄ 年 わた 観測 っ ，

2001～2004 年の少雨乾燥の年 、蒸発散量，光合成量 変わ

ったの 対し， ₂₀₀₅ ～ ₂₀₀₈ 年の非常 湿潤 した期間 、

森林 枯死 衰退し，土壌水分量 対す 蒸発散量や光合成量

の 関 係 そ 以 前 較 べ 減 少 し い こ を 明 し ま し

た． また， 降水量 2005 年 増加し始 の 対し ， 蒸発散

量 2007 年 ，光合成量 2008 年 減少し始 ，森林の水

や 炭 素 循 環 変 環 境 条 件 の 変 複 数 年 遅 現 こ

を，初 発見しました．こ の研究成果 ，気候変

影響 し 森林の乾燥 被害 注目さ ，森林 湿

潤 っ 被害を受け こ 示さ ， 方林の成立 維持

範囲の解明 迫 の し 注目さ ます．

この研究成果 ， ₂₀₁₄ 年 ₅ 月 ₁₅ 日発行の， 英国の Agricultural

and Forest Meteorology ^{誌 ( 電子版 ) 掲載さ ます．}

方林 ₍ イ ₎ 気候湿潤 影響 衰退

東 ベ ア･ ー ₁₄ 間 わ 成果 解析

概要

本研究 東 ベ ア 広 方林₍ イ ： 林 _{) 1998} 以降₁₄ 間 わ 詳細 森林水文･気象観測 方林 _{2001 2004}

少 雨 状態 蒸 散量や 光合 成量 変 対 ₂₀₀₅ 2008 ^{気候状態 蒸発散量や光合成量 減少 森林 衰退} 進行さ こ 明 従 来 世 界 森林 気候 乾 燥 森林

衰退 進行さ 要因 広く知 い 湿潤 生態系 ベ

森林衰退 生 こ 本研究 初 明 こ 森林 衰退現象 方林 い 大規模 広 大気 熱や水蒸気 炭素 交換過程 通

温暖 増幅 寄与 考え 大陸 気候変 日本 含

東ア ア 影響 与え 可能性 考え わ 将来 気候変動 相互 作用 考え 乾 燥 け く 湿潤 対 森 林 応答 十分

注意 払 いくこ 必要 考え

こ 成果 国際学術誌 Agricultural and Forest Meteorology ^{掲 載さ い}

イン

東 ベ ア･ 方林 ₁₉₉₈ 現在 観測 降水量 ₂₀₀₅ 増加傾向 示 対 蒸発散量 ₂₀₀₇ 減少 光合成量 ₂₀₀₈

減少 い こ う 降水量 増加 対 蒸発散量 光合成量 ～

遅 減少 い こ ア ン 熱帯林 乾燥 ー 研

究 う 時間差 伴う森林 応答 起 い

背景

東 ベ ア･ ー 近郊 中心 方林₍ イ ₎ 広 パ

･パ 実験林 い ₁₉₉₈ 現在 気象 び土壌環境 森

林 蒸発散量 大気 ネ ーや炭素 交換量 関係 調 調査 行 い ₁₀ 超え 長期観測 行うこ ～ 間 短期観測 分

環境状態量や森林生態系 応答 見え 降水量 ～ 周

期 増減 繰 返 気象状態量 速い ー 変 数 周

期 変 動 見 え こ 土 壌 中 現象 降 水 量 変 動 追随 土 壌 水 分 量 や 地 温 降 水量 変 動 一 そ 土 壌 水 分 量 変 動 さ 蒸 発

散量 光合成量 影響 及 こ 明 こ 環 境条件 湿潤

作用 長期的 変動 起 森林 衰退現象 あ 森林 い 発見さ 現象

研究 内容

図_{1 1998} 以降 気象観測 ワー₍写真 ₎周辺 気象･土壌環境 時間変 表 い 降水量₍図 _f)) 見 _{1998 2000} び _{2009 2011}

並 ₍ 均降水量248.4mm) 2001 2004 ^渇水 (184.9mm) 2005 2008 ^豊水 (307.6mm) ^{い 図}1 a)^～c) ^{示 純 射} 量 気温 湿度 森林群落 気象要素 図_{1 f)} う 目立 変動 見 こ 図 _d) 示 土壌水分量 図 _e) 示 地温 明 変 動 見 特 土壌水分量 変動 _{1998 2000} び ₂₀₁₀

2011 ^並 2000 2004 ^乾燥 2005 2009 ^湿潤 い こ 分

図₂ 夏季_(6-8 均値₎土壌水分量 林 群落コン ン 関係

示 図中 数字 測定 示 い こ ば ₁₉₉₈

2006 ^較 2007 2011 ^{土壌水分量 そ 以前 程度 群落コ} ン ン 低い値 い さ 土壌水分量 蒸発散係数₍実際 蒸発 散量 気象条件 求 ン 蒸発量 除 ：気候条件 違い 除去

森林自体 蒸発散状態 示 ₎ い 様 関係 得 い 図 ₃ 時期 土壌水分量 林 総一 生産量 関係 示

2004 2007 ^{土壌水分量 総一 生産量 関係 本 直線 表}

さ _{2008 2011} 土壌水分量 総一 生産量 減少

以前 応答関係 崩 い

わ 複数 わ 気候 状態 変 森 林 衰退 生 態系 ベ 変 ₍写真 ₂₎ 蒸発散量や光合成量 乾燥 含 従来 関係

いう変 _{2005 2008} 気候湿潤時期以降

蒸発散量 現象 約₂ 遅 現 光合成量 さ 約₁ 遅

経時変 示 い こ 分 こ 森林 気候変動 対 ゆ く

応答 複数 け 現象 現 こ 示唆

成果 意義

本研究 見い さ 東 ベ ア 降水量 増加 土壌湿潤 そ 森林衰

退 ー ₁点 森林 見 現象 く 河全体 広 い

こ _GRACE(重力測定衛星₎や _ALOS(陸域観測技術衛星₎ 人工衛星 ー 使 解析 示さ い こ 地域 森林 衰退現象 大規模 広

大気 熱や水蒸気 炭素 交換過程 通 大陸 気候変動 さ

日 本 含 東ア ア 影響 与え 可 能 性 あ 湿 潤

永久凍土融解 森林 衰退 炭素収支 変 時 湿潤域 増

加 こ プ セ 連鎖的 永久凍土地域 二酸 炭素

や ン等 温室効果 出 影響 与え 高緯度地 域 温暖 増幅 効果 今後新 注視 け ば い現象 いえ

今後 乾燥 森林 衰退 湿潤 森林衰退 対象

こ プ セ 影響評価 関 予測研究 貢献 行 い 思い

本 研 究 ₍独₎海 洋 研 究 開 発 機 構_(JAMSTEC) び ア ･ 方 圏 生 物 問 題研究所 共 研究 本研究 GAME-Siberia ^プ (PIs; ^安成 哲 福嶌義弘 大畑哲 ) CREST/WECNoF(PI: ^岳史) ^び RIHN/^プ

No. C-07(PI: ^檜山哲哉) ^古屋大学GCOE(PI^{ｓ：安成哲 林 良嗣}) ^助成 け い

用語説明

群落コン ン ： 森林群落 枚 葉 仮定 仮想的気孔 射量 気 温 大気飽差 土壌水分量 影響 け 開閉 程度 表 森林群落 蒸 発散 や さ 表 指標

ン 蒸 発量 ： 移 流 い広 大 均一 湿潤面 生 蒸発 散 量 十 分 水 供給 さ い 地表面 蒸発量

総一 生産量：植物 光合成 生産 機物量 本研究 森林生態系

大気 込 総炭素量

論文

出 典Agricultural and Forest Meteorology, (2014)

イ ：Effects of waterlogging on water and carbon dioxide fluxes and environmental variables in a Siberian larch forest, 1998 _{– 2011.}

著者 ： 岳史

1,5

小谷亜 美

1,5

飯島慈裕

2 Trofim C. Maximov^3,5. ^{伊藤章吾4} 花村美保

1 Alexander V. Kononov^3,5 Ayal P. Maximov^3,5

所 属：_1: 古屋大学大学院生命農学研究科

2^{： 独立行 法人海洋研究開発機構 地球環境変動領域}

3: ^{ア科学ア ー･ ベ ア支部･ 方圏生物問題研究所} 4^{： 丸信製粉}(^株)

5^{： 大 学 共} 利 用 機 関 法 人 人 間 文 研 究 機 構 総 合 地 球 環 境 学 研 究 所

図 パ ･パ 気象 土壌 状態

a) ^{森林 純 射量}(^{日 均値}) b) ^気温(^{日 均値}) c) ^大気飽 差₍空気 乾燥度合い：日 均値_{) d) 0}～_-50cm 層 土壌水分 量₍日 均値_{) e)} 地温₍日 均値_{) f)} 降水量₍ 均値₎ 青

パ ･パ 値 水色 ー 値

50 100 150 200 250

0

0.002

0.004

0.006

0.008

6-8 ^{月 の} 0--50cm の 土 壌 水 分 量 　 _(mm)

群 落 コ ン ク ン ス ( m s e c

)

'98

'01

'03

'04

'05 _'06

'07

'08

'09

'10

'11

図 土壌水分量_(x軸₎ 表面コン ン _(y軸₎ 関係

^青色 1998 ^～2006 ^{関係 赤色} 2007 ^～2011 ^関係 2011 6

測 中抜 あ

10 15 20 25 30 35 40 45

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

総 一 次 生 産 量 ( u m ol m

s e c

)

04

05 06

07

08

09

10 11

6-8 ^{月 の} 0--50cm の 土 壌 水 分 量 _(%)

図 土壌水分量_(x軸₎ 総一 生産量_(y軸₎ 関係

^青色 2004 ^～2007 ^{関係 赤色} 2008 ^～2011 ^関係 2011 6

測 中抜 あ

a) ^{ワー 全景}

b) ^{ワー頂 部}

( ^{射計 風速計 超音波風速計 赤外線比湿計 見え} ) 写真 ー パ ･パ 気象観測 ワー₍高さ_32m)

写真 ワー周辺 森林景観 変

a) ₂₀₀₃ 8 ^{森林衰退前 状態 あ 層植生 一面 綠 あ}

b) _{2007 7} ^{森林衰退直後 あ 画面中央部 層植生 葉 黄変 い} 部分 見え

c) ₁₉₉₇ 8 ^{森林衰退前 状態 あ 層植生 コケ 主力 あ} d) _{2009 6} ^{森林衰退後 状態 あ 層植生 低木 耐湿性 優 草}

本 多数侵入 い