熱帯泥炭林のオイルパーム農園への転換による生態系機能の変化と大気環境への影響（令和 3年度）
The effect of conversion to oil palm plantation of tropical peat on ecosystem function and air condition

研究概要

東南アジア島嶼部の低平地には熱帯泥炭地が広がり，泥炭林と共存して膨大な量の炭素 を土壌有機物(泥炭)として蓄積してきた。しかし近年，排水路を伴うオイルパーム農園の 開発・拡大による泥炭林の伐採と乾燥が進んだ結果，泥炭の好気的分解(CO2排出)が促進 され，泥炭炭素の脆弱性が高まってきている。本研究では，オイルパーム農園を含む泥炭地 生態系に設立された13のタワー観測サイトをネットワーク化し，温室効果気体(GHG)とエ ネルギーのフラックス(大気-生態系間の交換量)，気象・土壌環境および農園管理に関す るデータベースを構築する。データベースを用いた統合解析により，熱帯泥炭林のオイルパ ーム農園への転換が生態系の炭素蓄積量および炭素・エネルギー収支に与える影響を解明す る。さらに，衛星リモートセンシングや生態系モデリング，気候シミュレーションを活用し て，対象地域(スマトラ島，ボルネオ島，マレー半島)の泥炭地におけるオイルパーム農園 の拡大が，GHG収支および地域規模の気候システムに与える影響を定量化・モデル化する。

研究の性格

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：モニタリング・研究基盤整備

全体計画

衛星リモセンによる土地被覆とバイオマスの空間分布推定
土地利用変化の影響評価には，オイルパーム農園の地図化が不可欠である。また，生態 系の炭素収支の評価にはバイオマスの増減を定量化する必要がある。ここでは，JAXAが運用 する合成開口レーダ(PALSAR-2および後継のPALSAR-3)を利用し，研究対象地域に分布する
泥炭地(図1)の土地被覆とバイオマスの地図化を行う。PALSAR-2は雲や煙の影響を受けず， 地上分解能50 mの画像を年9回取得できる。この時系列データを用いた機械学習により，森 林バイオマスを高精度で推定できることを確認しており，オイルパームのバイオマス推定へ の活用が期待できる(ST1のデータで検証)。また，機械学習のための教師データには衛星 ライダーを利用する。過去のデータ(ICESat)だけでなく，2018~2020年に運用を開始する 予定のICESat-2，GEDI，MOLIといった次世代ライダーの活用も検討する。土地被覆マップに ST1から提供されるGHG排出係数を適用し，さらにバイオマス変化に基づく炭素収支を加味す ることで，GISベースのGHG排出量マップを作成する。


陸域生態系モデルによる物質循環とエネルギー収支の時空間変動評価
地上データを用いて，樹齢の異なるオイルパーム農園および撹乱程度の異なる熱帯 泥炭林における陸面過程(GPP，RE，イソプレン・エネルギーフラックスなど)の気象・泥 炭環境への応答をパラメータ化し，陸域生態系モデル(VISIT)のカスタマイズを行う。さ らに，ST2で得られる土地被覆情報と気象分布の再解析データを利用して，物質・エネルギ ー収支の時空間変動を再現するとともに，オイルパーム農園の造成や更新も含むライフサイ クルを通じたGHG排出総量の定量評価(LCA)も行う。

今年度の研究概要

引き続き、アルゴリズムの高度化、精度検証、サブモデルの開発、モデルのカスタマイズ、インターフェースの開発、入力データの収集を行う。

外部との連携

研究代表:北海道大学（平野高司教授）、静岡県立大学、兵庫県立大学、宇宙航空研究開発機構