SWATモデルを用いた洛河流域における炭素隔離シミュレーション研究

科学分野:

• 生態学
• 水文学
• 生物地球化学

背景:

• 陸域生態系は、水と炭素の循環の密接な結合を示している。
• 水と炭素の結合に関する既存の研究は、測定技術と生態系モデルを強調することが多いが、植生動態に対する水文学的影響への焦点は少ない。

研究 の 目的:

• 陸域生態系における水循環プロセスと植生動態との間の複雑な関連性を調査すること。
• 水文学的データと光利用効率モデルを統合して、炭素隔離の時空間分布を分析すること。
• 洛河流域のケーススタディを通じて、水と炭素の結合に関する理解を深めること。

主な方法:

• SWATモデルを用いて洛河流域の水循環をシミュレーションした。
• SWATモデル内の水文応答ユニット（HRU）構造を修正し、各HRUの実際の（E）および潜在的な（E0）蒸発散量をシミュレーションした。
• 光利用効率（LUE）モデルを適用し、EおよびE0データを統合して炭素隔離（GPPおよびNPP）特性を決定した。

主要な成果:

• 年平均総一次生産量（GPP）および純一次生産量（NPP）に有意な増加傾向が観察され、NPPはGPPをわずかに下回った。
• 年平均GPPおよびNPPは、植生タイプや蒸発散パターンとの相関が見られ、下流地域と比較して上流地域で高かった。
• GPPおよびNPPの蓄積のピークシーズンは夏であり、高い蒸発散量と炭素隔離が特徴であった。春の寄与は経時的に増加していることが注目された。

結論:

• 水循環プロセスは、陸域生態系の植生動態と炭素隔離に大きく影響する。
• 修正されたSWATモデルは、水と炭素の関連性を効果的にシミュレーションし、GPPおよびNPPの分布に関する洞察を提供する。
• 気候変動と植生回復は、季節的な炭素隔離パターンを変化させており、夏と春の差が縮小する可能性がある。