半乾燥地の農業における直接・間接的温室効果ガス発生要因の解明と予測モデルの開発

阐明半干旱地区农业直接和间接温室气体产生因素并开发预测模型

• 批准号: 25892019
• 负责人: 徳本 家康
• 金额: $ 1.25万
• 依托单位: Tottori University (2014)Saga University (2013)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-08-30 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25892019/
• 关键词: 温室効果ガス; 硝酸態窒素; 砂丘畑; ＤＮＤＣモデル

本申請研究では，浅い地下水面を持つ砂丘畑において温室効果ガス（GHGs）フラックスの測定とモデルによる予測を行うことで，GHGs発生量－最適灌漑水量－作物収量の関係に関する実態を把握を試みた．実験は，乾燥地研究センター内の圃場で，トウモロコシを供試作物として実施した．点滴灌漑区を設けて， TDRプローブと熱電対を土中に埋設することでトウモロコシの数株を対象とした2次元における土壌水分量，電気伝導度と地温の自動計測を行った．TDRプローブ設置地点の近傍にはガスチャンバーを設置して，定期的に二酸化炭素，亜酸化窒素，メタンのフラックスを測定した．畑全体の水収支を明らかにするために，ウェイングライシメーターによる蒸発散量の測定も行った．また，ライシメーターの下端（土壌表面から3mの深さ）で定期的に採水を行い，硝酸態窒素の溶脱量を観測した．研究の成果として，（１）砂丘畑表層から大気中へ放出される温室効果ガスフラックスは極めて小さいが，（２）10 ppmの水質基準値を超える硝酸態窒素の溶脱が明らかとなった．これは，水質基準値を超える硝酸態窒素が地下水へ到達する可能性を示唆するとともに，地下水を介した亜酸化窒素ガスの間接発生の懸念事項を明らかにした．実測値に基づき，温室効果ガス発生量の数値実験も実施した．数値実験には，温室効果ガス発生量の推定に広く利用されているDNDCモデルを用いた．その結果， DNDCモデルに組込まれた土壌水分予測モデルでは土壌乾燥領域における砂の水分保持特性や不飽和透水係数の推定の信頼性は低かった．したがって，DNDCモデルによる砂丘畑からの温室効果ガスの推定には，van Genuchtenモデルなどを用いて土壌水分保持特性の修正が必須であり，精度良い土中の水分移動計算の必要性が明らかになった．

This application study で は, shallow underground water い を hold つ dune Tian に お い て greenhouse unseen fruit ガ ス (GHGs) フ ラ ッ ク ス の determination と モ デ ル に よ る line to measure を う こ と で, GHGs 発 production - the optimal amount of irrigation water 漑 - crop 収 の masato is に masato す る state be を try to grasp the を み た. The experiment involved a dry study of a <s:1> nursery で in a セ, タ, タ, and the トウモロコシを test crops were と, て, and the experiment was carried out on a た. Point drip irrigation 漑 area を け て, TDR プ ロ ー ブ と に in thermoelectric を seaborne soil embedding す る こ と で ト ウ モ ロ コ シ の several strains を like と seaborne し た 2 dimensional に お け 壌 る soil water components, electric 気 伝 conductance と geothermal の automatic measuring line を っ た. TDR プ ロ ー の ブ situated at nearly alongside に は ガ ス チ ャ ン バ ー を set し て, regular に acidification carbon, two 亜 acidification smothering, メ タ ン の フ ラ ッ ク ス を determination し た. Tian all の with water 収 を Ming ら か に す る た め に, ウ ェ イ ン グ ラ イ シ メ ー タ ー に よ る steamed の 発 bulk quantity measuring line も っ た. ま た, ラ イ シ メ ー タ ー の bottom (soil 壌 surface か ら 3 m deep の さ) で regularly に collecting water line を い, smothering element の dissolved nitrate state to take off the quantity を 観 measuring し た. Research achievements of の と し て, (1) dune Tian surface か ら released large 気 へ さ れ る greenhouse unseen fruit ガ ス フ ラ ッ ク ス は extremely め て small さ い が, (2) 10 PPM の on water quality benchmark numerical を super え る smothering element の dissolved nitrate state が off Ming ら か と な っ た. こ れ は, water quality benchmark numerical を super え る smothering element が groundwater nitrate state へ reach す を る possibility in stopping す る と と も に, groundwater を interface し た 亜 acidification smothering element ガ ス の indirect 発 raw の suspense items を Ming ら か に し た. The actual measured value is に basis づ に, and the greenhouse effect is ガス occurrence quantity <s:1>. The actual experimental value is based on actual application た. The numerical be 験 に は, greenhouse unseen fruit ガ ス 発 production の presumption に hiroo く using さ れ て い る DNDC モ デ ル を with い た. そ の as a result, the DNDC モ デ ル に group 込 ま れ 壌 た soil moisture can be モ デ ル で 壌 は soil dry areas に お け る keep characteristic や unsaturated sand の moisture permeable coefficient の presumption の letter 頼 sex low は か っ た. し た が っ て, DNDC モ デ ル に よ る dune Tian か ら の greenhouse unseen fruit ガ ス の presumption に は, van Genuchten モ デ ル な ど を with い て must keep 壌 soil water characteristics の correction が で あ り, precision fine い の in soil moisture mobile computing の necessity が Ming ら か に な っ た.

项目成果

Root Water Uptake and Soil Water Storage in a Karst Savanna on the Edwards Plateau, Texas, USA

美国德克萨斯州爱德华兹高原喀斯特稀树草原的根系吸水和土壤储水

• 发表时间: 2014
• 作者: I. Tokumoto;J.L. Heilman;K.J. McInnes;C.L.S. Morgan;R.H. Kamps
• 通讯作者: R.H. Kamps

Hydraulic Properties of Rocky Soils in a Semi-Arid Savanna on the Edwards Plateau, TX

德克萨斯州爱德华兹高原半干旱稀树草原岩石土壤的水力特性

• 发表时间: 2013
• 作者: I. Tokumoto;J.L. Heilman;K.J. McInnes;C.L.S. Morgan;R.H. Kamps
• 通讯作者: R.H. Kamps

Greenhouse Gas Emissions from Cornfields with Scheduling Irrigation System in Tottori, Japan.

日本鸟取县玉米田采用调度灌溉系统的温室气体排放。

• 发表时间: 2013
• 作者: I. Tokumoto;H. Fujimaki;K. Noborio;Y. Yasuda
• 通讯作者: Y. Yasuda

Spatial Variability of Soil Water Storage in a Karst Savanna on the Edwards Plateau, TX

德克萨斯州爱德华兹高原喀斯特稀树草原土壤水储量的空间变化

• 发表时间: 2013
• 作者: I. Tokumoto;J.L. Heilman;K.J. McInnes;C.L.S. Morgan;R.H. Kamps
• 通讯作者: R.H. Kamps

Field Monitoring System with a Field Router and Datalogger: A Case Study for Tsunami Affected Agricultural Fields in Miyagi, Japan

配备现场路由器和数据记录器的现场监测系统：日本宫城县受海啸影响的农田案例研究

• 发表时间: 2014
• 作者: I. Tokumoto;K. Chiba;M. Mizoguchi
• 通讯作者: M. Mizoguchi