システム農学

研究論文

LAWEPSによる台風時のパイプハウス地点の風速推定

福本昌人, 柴田昇平, 吉村亜希子

2008 年 24 巻 2 号 p. 85-92
発行日: 2008/04/10
公開日: 2015/09/20

DOIhttps://doi.org/10.14962/jass.24.2_85

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中山間地を対象地域として、局所風況予測システムLAWEPSを用いて風況シミュレーションを行い、台風0423号時のアメダス地点とパイプハウス地点における風速を推定した。その結果、アメダス地点の最大推定風速はアメダスの最大風速と一致していた。また、パイプハウス地点の最大推定風速は最大推定風速別に求めたパイプハウスの被害率（全棟数に対する被害棟数の比率）と良く対応していた。これらのことから、LAWEPSによりパイプハウス地点における最大風速を概略的に推定できると結論した。この最大風速の推定値は、パイプハウスの強風被害調査において、パイプ構造、被覆フィルム、立地条件等の被害要因の分析に活用できる。

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光合成・不稔型穀物生産モデルによる水稲のCO₂固定速度の季節変化と単位面積収量の推定

－光合成日射影響関数が光合成速度と単位収量予測の季節変化に及ぼす影響－

金子大二郎, 森脇祐太

2008 年 24 巻 2 号 p. 93-102
発行日: 2008/04/10
公開日: 2015/09/20

DOIhttps://doi.org/10.14962/jass.24.2_93

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本研究では、著者らが開発してきた光合成・不稔型穀物生産モデルについて、光合成影響関数の相違が水稲の単位面積収量に及ぼす影響を検討した。地球温暖化の進行を考慮し、本モデルは、気温が高く且つ日射も十分にある場合に、光合成に及ぼす日射影響関数の過大な推定が光合成速度と収量を過大に評価する懸念を改良するものである。これまで採用してきたMichaelis-Menten（MM）型は、小麦やトウモロコシの光合成影響関数に適し、水稲の場合には日射が不十分な凶作の場合に有効な光合成日射影響関数である。しかし水稲の場合には、日射が十分に大きくなくとも、光合成速度が上限の一定値に近づく性質を持つ。この性質を表わすPrioul-Chartier（PC）型日射影響関数に改良した場合について、穀物生産予測に及ぼす影響をMM型と比較検討した。PC型モデルの適用によるとMM型がCO₂固定速度を約１割の過大評価をしていることが判った。しかし、標準化した光合成速度PSNUと収量予測のための穀物単収指標CYIU（Unit Crop Yield Index）への影響は、無視できることも判った。また、従来は水稲の作況指数についての予測であったが、単位収量による表示にモデルに改良し、信頼性を改善したので報告する。

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農家属性に代表される栽培管理水準がもたらす水稲生産における冷害抵抗性

飯泉仁之直, 石田憲治, 平児慎太郎, 永木正和

2008 年 24 巻 2 号 p. 103-112
発行日: 2008/04/10
公開日: 2015/09/20

DOIhttps://doi.org/10.14962/jass.24.2_103

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本研究では、気候条件と農家属性が収量被害量に及ぼす影響を評価する統計モデルを構築した。このモデルでは実被害量は潜在被害量と被害抵抗性とに分離され、潜在被害量は主に気候条件によって決定される一方、被害抵抗性は集落の農家属性によって間接的に代表される栽培管理水準によって決まると仮定した。構築したモデルは1993年の冷害時の水稲収量被害を対象として栃木県の二つ2町に適用された。その結果、冷害による潜在被害量のうち1.264t/ha が栽培管理によって軽減され、この被害軽減量（＝被害抵抗性）は潜在被害量の44.2%にあたることが示された。また、高齢農家人口割合や非専従農家割合、耕作放棄地割合が高い集落では被害抵抗性が低いことが示された。高齢農家人口割合は他の農家属性に比べて被害抵抗性を低下させる効果が僅かに大きく、農村部での高齢化の進行に伴って水稲の収量被害が増加する可能性が示唆された。

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流域植生のフェノロジー解析

石原光則, LEE Yan, ABDULLAH H. M., 後藤誠二朗, 車戸憲二, 秋山侃

2008 年 24 巻 2 号 p. 113-119
発行日: 2008/04/10
公開日: 2015/09/20

DOIhttps://doi.org/10.14962/jass.24.2_113

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近年、様々な分野で衛星リモートセンシングデータを使用した研究が行われている。しかしながら、温暖化問題に関連した植生変動や炭素循環などを扱った、グローバルスケールでの研究では、衛星リモートセンシングデータが捉えた情報が、地上の状態を正確に反映しているかどうかの詳細な地上検証は十分に行われていない。岐阜大学21世紀COEプログラム「衛星生態学創生拠点」では、このような問題を解決するために、詳細な地上観測と衛星観測、さらにはモデルをリンクさせることを目指し、岐阜県高山市の大八賀川流域を対象として様々な地上検証データの取得を行っている。本研究では、これらの中から、（1）農地におけるフェノロジー観測、（2）指標木を用いた植生フェノロジー観測、（3）デジタル画像を用いた3種類の植生フェノロジー観測手法について検証した。（1）では、農地の違いにより現存量やLAI（Leaf Area Index）に大きな差があり、その変動パターンも異なることが分かった。また、（2）では、オニグルミ指標木のフェノロジー変化を観測する手法を提案し、標高によるフェノロジー変化の違いを観測することが出来た。さらに、（3）では、簡易的に取得したデジタル画像を解析することにより、展葉や黄葉・落葉のイベントを判定することが出来た。これらの手法を用いることで、農地と森林域の地上フェノロジー観測にとって有用な情報が得られることが明らかとなった。

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流域圏の構造と機能の空間分布

児島利治, 秋山侃, 石原光則, WAHID Din Ara

2008 年 24 巻 2 号 p. 121-128
発行日: 2008/04/10
公開日: 2015/09/20

DOIhttps://doi.org/10.14962/jass.24.2_121

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著者らの研究グループでは、リモートセンシングによる流域圏生態系の構造と機能の時空間変動の把握を目標の一つとしている。流域圏スケールにおけるシステムとしての生態系を理解するには、生態系機能の空間変動と時間変動の両方を把握することが必要である。流域圏スケールの空間変動、時間変動の把握に関しては、それぞれ数m～数10mの空間分解能、毎日～毎週程度の時間分解能が適していると考えられ、それらを満足する分解能を持つ衛星データが必要と考えられる。しかし、現状では空間分解能、時間分解能の両方を１機の衛星でまかなうことは困難であり、i) 複数の高空間分解能衛星を用いて時間分解能を向上させる手法、ii) MODIS 等の低空間分解能・高時間分解能衛星と、高空間分解能衛星データを組み合わせて、高時空間分解能データを入手、作成する手法に関する検討が、流域スケールにおける衛星データを用いた生態系機能評価に関しては重要になってくると考えられる。本論文では、上記の流域スケールにおける衛星リモートセンシングデータの時空間分解能に関する検討結果と、筆者らが把握した流域圏での生態系の構造と機能について述べる。

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生態プロセスとリモートセンシングを結ぶモデルの開発

玉川一郎, 吉野純, 加野利生, 安田孝志, 村岡裕由, 児島利治, 石原光則, 永井信, 斎藤琢, 李美善, 牧雅康 ...

2008 年 24 巻 2 号 p. 129-136
発行日: 2008/04/10
公開日: 2015/09/20

DOIhttps://doi.org/10.14962/jass.24.2_129

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岐阜大学21世紀COE「衛星生態学創生拠点―流域圏をモデルとした生態系機能評価―」（代表：村岡裕由平成16年度～20年度）ではプログラムの中心的課題として、岐阜県高山市の大八賀川流域を対象に炭素吸収量などの生態系機能を面的に評価する研究を行っている。対象地域の代表的植生を示す場所にある２つの重点的観測サイト（スーパーサイト）での現地観測で得られた結果を用いて、陸面モデル NCAR LSMを対象地域に適した形に改良し、衛星リモートシンシングによって得られた土地利用などのデータを取り込み、気象モデルMM5と結合して流域での生態系機能評価を行うという手順を考え研究を行っている。そこでは生態系プロセス研究と衛星リモートセンシング、数値モデルの３つの研究分野の研究者がそれぞれの知識や技術を出し合い、相互理解を深めつつ協力して研究を進展させている。完成に近づいた現在の姿を報告する。

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総説

21世紀COE研究「衛星生態学創生拠点」のめざすところ

秋山侃, 児島利治, 石原光則

2008 年 24 巻 2 号 p. 137-142
発行日: 2008/04/10
公開日: 2015/09/20

DOIhttps://doi.org/10.14962/jass.24.2_137

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近年、人工衛星に搭載されているセンサの分解能が向上したことにより、観測の時空間スケールが従来より精緻化した。その結果、現地フィールドでの生物計測によってデータを蓄積する環境生態学のスケールと、衛星リモートセンシングの観測スケールが互いにオーバーラップする部分が生じてきた。そこで岐阜大学流域圏科学研究センターでは、2004年から21世紀COEプロジェクト「衛星生態学創生拠点」を組織し、生態プロセス観測、リモートセンシング解析、気象モデリング評価の手法を結びつけることによって新たな学問体系の創生を目指している。実験は高山市近郊にある落葉広葉樹のスーパーサイトを中心として、炭素の動態を流域圏というスケールで解析する手法の開発を行っている。本稿では、高山試験地でのこれまでの研究、対象とする流域圏の概要、研究の目標、システム農学との関連性などについて紹介し、後述の個別課題につなげたい。

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