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生理パラメータ

  植生によって生理的な特徴は異なるため、Oikawa (1985) の熱帯林 のモデルを基に常緑広葉樹のパラメータを決定し、その他の植生に関しては以下 のような指針で値を定めた(表2.2)。ただし砂 漠のバイオマスは無視できるほど小さいため、シミュレーションは行なわず、生理パ ラメータも定めなかった。

1.
群落の光の減衰係数は森林では全て同じとしたが、草原では葉が重なり あう割合が低いので小さい値とした。また草原では有機物の分配率も変 更して幹枝に相当する部分に対する分配率を少なくした。
2.
葉の寿命(枯死率)は毎月一定であり、常緑広葉樹は 2 年、常緑針葉樹 は 4 年、落葉樹・ 草原はなし(春に展葉し秋に落葉する間、枯死しない)とした。草原では、 幹枝も枯死しないとして同列に扱った。
3.
比葉面積は只木良也 (1971)などの文献 の平均値から各植生の値を決めた。
4.
呼吸速度は森林では全て同じとしたが、草原での呼吸速度は材が無いた めにバイオマスあたりの呼吸速度は大きくなるため、かなり大きな値 (土壌で 5 倍、他は 10 倍)にした。
5.
個葉の呼吸速度は、光飽和時の個葉の光合成速度と比例関係にあると仮 定した。そして二酸化炭素濃度が 310 ppmv の条件でモデルを動かし、 単位面積あたりの純一次生産量がWhittakerr and Likens(1975)の値(表 2.3)と一致するように(表2.4)試行錯誤によって 定めた。

 
表:2.2 モデルに使用した植生ごとのパラメータ
パラメータ 常緑広葉樹 落葉広葉樹 常緑針葉樹 落葉針葉樹 草原
群落の光の減衰係数 0.7 0.7 0.7 0.7 0.3
葉への有機物の分配率 0.28 0.28 0.28 0.28 0.54
幹枝への有機物の分配率 0.54 0.54 0.54 0.54 0.24
根への有機物の分配率 0.18 0.18 0.18 0.18 0.22
葉の月あたりの枯死率 0.011 0 0.011 0 0
幹枝の月あたりの枯死率 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0
根の月あたりの枯死率 0.00417 0.00417 0.00417 0.00417 0.00417
光合成速度の初期勾配 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
光飽和時の個葉の光合成速度 kgCO2/ha/hr 7.73 23.9 8.54 22.2 20.8
個葉の呼吸速度 kgCO2/ha/hr 0.663 2.05 0.732 1.90 1.78
幹枝の呼吸速度 kgCO2/kgC/hr 0.000026 0.000026 0.000026 0.000026 0.00026
根の呼吸速度 kgCO2/kgC/hr 0.000047 0.000047 0.000047 0.000047 0.00047
土壌有機物の分解速度 kgCO2/kgC/hr 0.000061 0.000061 0.000061 0.000061 0.00030
比葉面積 ha/kgC 0.000253 0.0007 0.000129 0.0007250.00050
 
表2.3: Whittakerr and Likens (1975) による純一次生産とバイオマス。 元データの植生分類をこのモデルに合わせて改変し、単位系を変更した。
植生タイプ 面積 108ha 単位面積あたりの純一次生産 kgC/ha/y 世界の純一次生産PgC/y 単位面積あたりのバイオマスkgC/ha 世界のバイオマス PgC
常緑広葉樹 19.5 9589 18.70 201102 392
落葉広葉樹 14.5 6472 9.38 194897 217
常緑針葉樹 10.5 4547 4.77 108428 114
落葉針葉樹 4.0 3680 1.42 92000 36
草原 40.5 2949 11.94 14788 59
砂漠 46.0
耕作地 14.0 2990 4.19 4600 6
合計(平均) 149 52.98 56580 843

 
表2.4: 大気 CO2 濃度 310ppmv でのシミュレーションの結果
植生タイプ 面積 108ha 単位面積あたりの純一次生産 kgC/ha/y 世界の純一次生産PgC/y 単位面積あたりのバイオマスkgC/ha 世界のバイオマス PgC
常緑広葉樹 31.0 9583 29.70 227316 705
落葉広葉樹 10.2 6503 6.63 125327 128
常緑針葉樹 13.6 4568 6.21 108216 147
落葉針葉樹 9.7 3663 3.55 65832 64
草原 44.8 2957 13.25 6508 29
砂漠 39.5
合計(平均) 148.7 59.35 71914 1069

Yoshihiko OHTA
1998年1月21日