Developing a multi-layer network and spatial structure optimization model for simultaneous provision of forest ecosystem functions

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本研究では、森林の多機能を効果的に発揮するためには、それぞれ異なった森林植生の空間状態が必要になる(すなわち、異なった森林利用の空間配置パターンが必要になる)ことに着目し、多機能間トレードオフの定量化を念頭に多階層ネットワーク・空間構造最適化モデルを開発することを研究目的とする。 前年度に引き続き、本研究において対象とする機能である、木材生産、野生動物生息地、土砂流出軽減、病害虫拡散防止に関する既往研究を調べ、各機能が効果的に発揮できるネットワーク・空間構造のモデリングについての研究知見や成果を収集・蓄積した。また、多階層ネットワーク・空間構造最適化手法の開発に向けて数理最適化分野を中心に幅広く既往研究を調査・整理した。データセットの生成方法については、ドローンや３Dモデリングといった技術を駆使した効率的なデータ収集方法の開発を検討した。また、昨年度に引き続き、PCワークステーションとGISソフトを用いてデータベース構築に向けた研究環境の整備を行った。さらに、木材生産機能については、既存のデータを用いて、林分レベルの間伐・主伐から得られる収益の評価方法を検討した。限られたデータセットから、樹高成長の予測モデルを構築し、それを基に、材積量の成長と立木本数の変化(枯木本数）の予測方法を検討し、シミュレーション的に経済評価を試みた。ここで検討した方法は、今後、最適化フレームワークに導入し、 モデルの改良・拡張により、本研究における木材生産機能の評価と多機能とのトレードオフ分析において応用可能と考えられる。