鹿北流域試験地 (KHW)
試験地の概要
鹿北流域試験地は熊本県の北部に位置し、スギ・ヒノキの常緑針葉樹林です。戦後の拡大造林期に植栽されており樹齢50年を越えています。気候は暖温帯に属し、夏はかなり高温多湿であり、最高気温が35°Cを超える日がある一方、冬期は最高気温が3°C以下になる日もみられます。また、平年の年降水量は2000mmを超え、日本の中でも降水量の多い地域に位置します。このような気候条件下において、本州以南の代表的な植栽林であるスギ・ヒノキ林のCO2収支・エネルギー収支を測定しています。
試験地の位置
| 位置 | 33 deg 8.222 min N (33.137 deg N), 130 deg 42.572 min E (130.7095 deg E) |
|---|---|
| 標高 | 165m |
| 傾斜 | 16度（タワー周囲平均） |
試験地の気候
| 気候区分 | 温帯多雨（Cfa） | |
|---|---|---|
| 年平均気温 | 15.1°C | （2000-2003年） |
| 年間降水量 | 2106mm | （2001-2003年） |
| 年平均日射量 | 13.5MJm-2day-1 | （2000-2003年） |
月間降水量（2001-2003年） |
|
観測対象生態系
| 種類 | 常緑針葉樹林 |
|---|---|
| 面積 | 約12.7ha |
| フェッチ | 300m以上 |
| 主要構成種 | Cryptomeria japonica（スギ）、Chamaecyparis obtusa（ヒノキ）、以上植栽木 その他Castanopsis cuspidata（コジイ）、Fagus japonica（イヌブナ）などがギャップに繁茂 |
| 群落高さ | 10-35m |
| 胸高直径 | 最大50cm（スギ） |
| 樹齢 | 52-59年（スギ）、36-59年（ヒノキ） |
| 葉面積指数 | 3.6-5.2（LAI-2000による推定） |
| 群落構造 | 上層、場所により下層（常緑・落葉広葉樹）、林床にシダなど |
| 土壌タイプ | 適潤性褐色森林土、BD |
| ゴルフ場から最短約500m |
観測時期・頻度
| 時期 | 1999年11月～継続中 |
|---|---|
| 頻度 | 連続 |
観測用施設
| 観測タワーの高さ | 50 m |
|---|---|
| 測器取付のために登ること | 可能 |
| 電源の種類 | 商業電源 AC100V 20A(30A max.) |
| コミュニケーション用設備 | 無し |
| 滞在施設 | 無し |
Top of Page微気象
測器
| 測器名 | 高さ | |
| 全天日射 | Kipp&Zonen, CNR 4 | 50.5 m |
|---|---|---|
| 反射日射 | Kipp&Zonen, CNR 4 | 50.5 m |
| 全天長波放射 | Kipp&Zonen, CNR 4 | 50.5 m |
| 上向き長波放射 | Kipp&Zonen, CNR 4 | 50.5 m |
| 全天光合成有効放射 | LI-COR, LI190-SA | 50.5 m |
| 反射光合成有効放射 | LI-COR, LI190-SA | 50.5 m |
| 樹冠上純放射 | Kipp&Zonen, CNR 4 | 50.5 m |
| 気温 | 通風白金抵抗温度計 Vaisala HMP155A | 46.9, 31.6, 16.3, 1.9 m |
| 湿度 | 通風静電容量湿度計 Vaisala HMP155A | 46.9, 31.6, 16.3, 1.9 m |
| 気温(乾球温度) | 英弘精機, MH-020L | 通風 41.5, 22.0 m |
| 湿度(湿球温度) | 英弘精機, MH-020L | 通風 41.5, 22.0 m |
| 風速 | カイジョーソニック（現ソニック）DAT-600-3T | 51.0 m |
| 風向 | カイジョーソニック（現ソニック）DAT-600-3T | 51.0 m |
| 気圧 | Vaisala PTB-210 | 51.0 m |
| 地温 | 白金抵抗温度計(Pt100) | 埋設深 0.02, 0.05, 0.10, 0.20, 0.50 m |
| 地中熱流 | REBS HFT-3.1 | 埋設深 0.05 m |
| 土壌水分（含水率） | Campbell, CS616-L | 埋設深 0.05, 0.10 m |
| 降水量 | 池田計器 RT-5 | 約1.2m、林外露場 |
データロガー
| サンプリング周期 | 30秒毎 |
|---|---|
| 平均値保存の場合の平均化時間 | 10分 |
| レコーダ | Campbell CR10Xロガーおよびパソコン |
| 記録媒体 | メモリおよび HDD |
| 記録方法 | テキスト形式 |
乱流変動法（渦相関法）
| 測定方式 | クローズドパス方式，オープンパス方式 | ||
|---|---|---|---|
測 器
| 超音波風速温度計 | カイジョーソニック DAT-600-3T （現ソニック） |
センサースパン | 0.2m |
|---|---|---|---|
| 高さ | 51.0 m | ||
| 植被面からの高さ | 16 m | ||
| ガスアナライザー （クローズドパス） | LI-COR LI-7000 | 吸引口から分析計までの距離 | 約60m |
| 吸引口の設置高さ | 51.0 m | ||
| 植被面からの高さ | 約16 m | ||
| 風速測器と吸引口の距離 | 0.1 m | ||
| ガスアナライザー （オープンパス） | LI-COR LI-7500 | 風速測器との距離 | 0.3 m |
データロガー
| サンプリング方法 | 連続 |
|---|---|
| 平均化時間 | 0秒 |
| サンプリング周波数 | 10Hz |
| aliasingを防ぐためのfilterの有無 | 有り |
| filterのCutOff周波数 | 24Hz |
| 記録方法 | 全てを保存 |
| レコーダ | ティアック DR-M3b |
| 記録媒体 | MO |
フラックス計算方法
| フラックスデータ計算時間 | 1800s | |
|---|---|---|
| 解析方法 | トレンド除去 | 除去対象 w, u, Ta, CO2, H2O |
| Coordinate rotation | 補正有り | |
| Line averaging | 補正無し | |
| Sensor separation | 補正有り | |
| 超音波風速計による顕熱Fluxの湿度影響の補正 | 補正有り | |
キャノピー層内のCO2濃度鉛直プロファイル
| 測器名 | LI-COR LI-6262 |
|---|---|
| サンプリング | 10秒 |
| サンプリング周期 | １高度120s ｘ 8高度 |
| 平均値保存の場合の平均化時間 | 10s |
| レコーダ | パソコン |
| 記録媒体 | HDD |
| 記録方法 | テキスト形式 |
| 目的 | 群落内・上のCO2濃度鉛直分布 |
気象以外の測定項目
光合成
| 測定方法 | スギ葉の光合成、蒸散速度，気孔コンダクタンス日変化 |
|---|---|
| 測器 | LI-COR LI-6400 |
| 測定頻度 | 月１回 |
植生被覆
| 測定方法 | 光学的方法（LI-COR LAI-2000） |
|---|---|
| 測定頻度 | 月１回 |
生物量
| 測定方法 | 樹木直径，樹高（８プロットで実施） |
|---|---|
| 測定頻度 | 数年毎 |
樹幹表面温度
| 測定方法 | 方位別に各々数カ所 |
|---|---|
| 測定頻度 | 連続 |
流域外流出量
| 測定方法 | 小流域（３箇所）、フロート式水位計（池田計器 HDR-115D）による自記記録 |
|---|---|
| 測定頻度 | 連続 |
林内雨量
| 測定方法 | ３プロット、集水後大型転倒マス(UIZ-TB200など)に導流 |
|---|---|
| 測定頻度 | 連続 |
参考文献
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SHIMIZU Takanori(2005): Kahoku Experimental Watershed - The Southernmost Observation Site of FFPRI FLUXNET -. Asiaflux Newsletter, 13:9-10.
SHIMIZU Akira, SHIMIZU Takanori, MIYABUCHI Yasuo, OGAWA Yasuhiro(2003): Evapotranspiration and runoff in a forest watershed, western Japan. Hydrological Processes, 17(15):3125-3139.
KUMAGAI Tomo'omi, TATEISHI Makiko, SHIMIZU Tkanori, OTSUKI Kyoichi (2008): Transpiration and canopy conductance at two slope positions in a Japanese cedar forest watershed. Agricultural and Forest Meteorology, 148(10):1444-1455
KUMAGAI Tomo'omi, AOKI Sayaka, SHIMIZU Takanori and OTSUKI Kyoichi (2007): Sap flow estimates of stand transpiration at two different slope positions in a Japanese cedar forest watershed. Tree Physiology, 27(2):161-168
ISHIZUKA Shigehiro, SAKATA Tadashi, SAWATA Satoshi, IKEDA Shigeto, SAKAI Hisao, TAKENAKA Chisato, TAMAI Nobuaki, ONODERA Shin-ichi, SHIMIZU Takanori, KAN-NA Kensaku, TANAKA Nagaharu, TAKAHASHI Masamichi (2009): Methane uptake rates in Japanese forest soils depend on the oxidation ability of topsoil, with a new estimate for global methane uptake in temperate forest. Biogeochemistry, 92(3):281-295
ISHIZUKA Shigehiro, SAKATA Tadashi, SAWATA Satoshi, IKEDA Shigeto, TAKENAKA Chisato, TAMAI Nobuaki, SAKAI Hisao., SHIMIZU Takanori, KAN-NA, Kensaku, ONODERA Shin-ichi, TANAKA Nagaharu, TAKAHASHI Masamichi(2006): High potential for increase in CO2 flux from forest soil surface due to global warming in cooler areas of Japan. Annals Forest Science, 63(5):537-546
KOBAYASHI Masahiro, SHIMIZU Takanori(2007):Soil water repellency in a Japanese cypress plantation restricts increases in soil water storage during rainfall events. Hydrological Processes, 21(17): 2356-2364
SHIMIZU Takanori SUZUKI Masakazu and SHIMIZU Akira (1999): Examination of a Correction Procedure for the Flow Attenuation in Orthogonal Sonic Anemometers. Boundary-Layer Meteorology, 93(2):227-236
研究予算
- 農林水産省林野庁 緊急重要施設（二酸化炭素動態観測施設）整備費
- 森林総合研究所 交付金プロジェクト費
- 農林水産省 環境研究費
- 環境省 地球環境保全試験研究費
研究者
北村 兼三、清水貴範、萩野裕章、玉井幸治
協力研究者
石塚成宏、小林政広（森林総合研究所）、熊谷朝臣（九州大学）
連絡先
森林総合研究所九州支所九州支所山地防災研究グループ
860-0862 熊本県熊本市中央区黒髪4-11-16
TEL: 096-343-3168（代）
email: 