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いとはてっちがわら
9 years ago
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1 REDD+ Reducing Emission from Deforestation and Forest Degradation-plus 第 5 章森林炭素量の把握ベトナム国 DienBien 省におけるバイオマス関連データの開発の事例一般社団法人日本森林技術協会金森匡彦 1

2 REDD+CookBook より 2

3 各森林被覆タイプこの時間の講習森林被覆の時系列変化リモートセンシングによる森林被覆の時系列変化の把握次の講義で詳述単位面積あたりの炭素蓄積の把握 1 < 現地調査 > (a) 立木調査 ( プロット調査 ) (b) 破壊調査 ( 伐倒調査 ) < 解析 > 単位面積あたりの森林バイオマスの把握 2 単位面積あたりの炭素蓄積 3 炭素蓄積変化の把握 3

4 バイオマス (Biomass): 生物量一般的に生物の乾燥重量で表される森林の場合樹木植物の乾燥重量森林炭素蓄積量 (Carbon stock) は森林バイオマスの約半分植物体を構成するセルロースなどの組成による 4

5 (a) 立木調査 ( プロット調査 ) プロット設定方形円形など調査設計に沿って適宜選択樹種胸高直径樹高 Tree ID Species DBH height A491 Quercus sp A 〇〇 sp A800 Schima sp バイオマス算出のための立木データの収集を行う 5

6 (b) 破壊調査 ( 伐倒調査 ) アロメトリー式の開発 y = ax b 6

7 個体の一部のサイズから別の部位のサイズを推定する式正確な測定が容易な部位 ( 例 : 胸高直径 ) のサイズから個体の樹高やバイオマスなど測定の困難な情報を推定できる DBH のみパラメータ式精度低データ収集の容易さ易 DBH 2 と樹高材密度 DBH 2 樹高高難 y はバイオマス ;DBH は胸高直径 ;h は樹高 ;ρ は容積重 ;a b は係数 7

8 地上部バイオマス (AGB:aboveground biomass) については推定式が多く提案報告されている世界中の樹木のデータを用いて森林タイプごとに考案された推定式 ( 汎用式 :generic model, generic equation) から個別の樹種や特定の地域に成立する林分のための推定式 (species-specific model, local model) まで様々なものが提案されておりそれぞれに長所と短所がある項目汎用式樹種や地域に特化した式式の基となるデータ適用可能な地域推定誤差誤差が大きい場合の対処森林タイプ別に世界中から集められたデータ森林タイプが同じであれば適用可能比較的広範囲な地域で適用できる適用できる森林であれば小 ~ 中程度の誤差が出る個体サイズを反映する係数を増やすことである程度の改善ができる ( たとえば胸高直径と樹高を反映した式を使用する ) 特定の地域や樹種から集められたデータ式の基となるデータと同じ地域や樹種のみ適用可能適用できる地域は限定的適用できる森林であれば誤差は非常に小さいそうでなければ誤差は大きい調査対象の地域に不適な場合は使用しない 8

9 汎用式 :generic model, generic equation 世界中の樹木のデータを用いて森林タイプごとに考案された推定式 AGB: 地上バイオマスAboveground biomass DBH: 胸高直径 Diameter at brest height WD: 材密度 Wood density(t/m 3 ) WDの値は IPCC(2003, 2006) やさまざまな研究論文の中で種レベルあるいは属レベルの値が示されている種の同定が困難な場合は熱帯ではアジア0.57 アメリカ0.60 アフリカ0.58といった基準値( Brown, 1997) を使うことができる REDD+CookBook より 9

10 個別の樹種 (species-specific) や特定の地域に成立する林分のための推定式 (species-specific model, local model) REDD+CookBook より 10

11 推定式による地上バイオマス (AGB: aboveground biomass) の推定値の違い REDD+CookBook よりアロメトリ式は森林タイプ (forest type 常緑林 evergreen forest や落葉林 deciduous forest など ) や生育地の環境によって推定結果が異なる基本的に対象地域の森林タイプのものの中から選定する該当するアロメトリ式が複数ある場合は調査対象の森林での利用可能な既存文献などのバイオマス実測データや樹木のサイズ ( 胸高直径樹高 ) 優占樹種などの情報を推定式に当てはめ推定誤差の大きさや傾向から判断して選定する 11

12 REDD+CookBook より 12

13 立木調査データ ( 例えば 0.1 ヘクタールプロットの調査データ ) Tree ID Species DBH A491 Quercus sp 16.5 A 〇〇 sp A800 Schima sp 31.2 立木ごとにバイオマス計算その地域に適合したアロメトリー式汎用式 (Brown 式 Wet model) の計算例 AGB = x DBH x DBH 2 Tree ID Species DBH AGB(kg) A491 Quercus sp A 〇〇 sp A800 Schima sp Total 仮に 0.1 ヘクタールあたりのバイオマスが 5 t であった場合ヘクタールあたりの地上バイオマスは 50 t 炭素蓄積 = 50 x 0.5 * = 25 t/ha *0.5 は炭素係数 (Carbon Fraction;CF) 13

14 REDD プラス対象国地域に合う適当な式が無い場合 Tier2 3 レベルで炭素蓄積の把握を目指す場合 Tier:Tier1~3 の 3 段階温室効果ガスの排出 / 吸収の分析のデータ要件が異なる Tier1 では要件が少なく Tier2 3 では要件が増える Tier1; バイオマス計算に関して汎用式値を使用など Tier2; 国地域に特化した計算式の使用インベントリによるデータ収集など Tier3; 国地域に特化した計算式の使用インベントリによるデータ収集が繰り返されていることなど Tier ごとにそれぞれ透明性完全性一貫性比較可能性正確性が求められる 14

15 VN 国のバイオマス計算式およびバイオマス調査の現状バイオマス計算式に関してアロメトリー式 R-S ratio: 地下バイオマスを推定する係数材積式 ( 表 ): 樹種人天地域天然林は簡易な式のみ存在汎用式値使用容積密度 :300 種のリストありバイオマス計算式の知見は人工林では多いが天然林では少ない調査手法に関して破壊調査の多くは重機の使用を前提としている国地域によっては重機の使用が困難反面人力は豊富に活用できる可能性より高い Tier を目指した計算式の開発を求めているかつ条件の悪い調査地であっても簡易安全でなおかつ正確なデータを収集できる手法が必要このような条件の下 VN 国のバイオマス調査を行った 15

16 ベトナム国ディエンビエン省ベトナム北西部ラオス中国と国境を接する省の面積 9,563 km 2 森林率 39%( 森林計画上は保全林が林地の約 55% 生産林が約 40%) 省の 91% が海抜 500m~1,500m 土地の 54% が傾斜 30% 以上流域保全が重要な課題となっている出典ベトナム農村社会における社会経済開発のための地場産業振興に係る能力向上プロジェクト (JICA) 北西部水源地域における持続可能な森林管理プロジェクト (JICA) 16

17 ハノイモンニェ郡 17

18 調査地 : ディエンビエン省モンニェ郡モンニェ森林保護区 ;MuongNhe Nature Reserve (MNNR) 18

19 MNNR の林相林分の遠景 Rich forest の林内総面積 169,962 ヘクタール (MNNR 内には耕作地も存在 ) 天然林 82,200 ヘクタール ( 森林保護区の約 48%) 優占樹種はシイカシヒメツバキなど常緑広葉樹 ( 村落跡地には Bamboo も生育 ) Bamboo 天然林は蓄積ごとに Poor forest (100m 3 / ヘクタール未満 ) Medium forest (100~200m 3 / ヘクタール ) Rich forest (200m 3 / ヘクタール以上 ) に分けられている 19

20 立木調査 ( プロット調査 ) 90 プロット :3 つの森林タイプ (Poor, Medium, Rich) にそれぞれ 30 プロット設置森林図上で候補地点を選点定し現地の林相を確認して最終決定プロットサイズは 50m 50m 胸高直径 5cm 以上の立木の樹種名胸高直径樹高を測定 20

21 RichForest は奥山にあるため選定に慎重を期していた GIS も使用しているが現地では紙地図で作業 21

22 現地でのプロット設定はオリエンテーリングコンパス巻き尺などを使用バーテックスなどの先進測定機器は導入されていても数が少ないため調査チームが持ち出せない場合もある 22

23 胸高位置の幹周囲長を測定して集計時に直径に変換板根を持つ樹種の DBH を正確に測定するには脚立なども必要樹高はクリノメーターなどを用いた方法で測定 ( 日本人スタッフが滞在した期間はバーテックスを使用 ) 23

24 車道から調査地まで最大 8km 離れている川を遡行などで到達に 2 時間程度要するスタッフ ( 特に日本人技術者 ) の安全管理に留意その他調査以前に入林の許諾を得ることに時間を要することがある FPD;Forest Protection Department SubDOF;Department of Forest の地方事務所さらに国境地帯の場合は軍との調整が必要であった紛争などで退去勧告が出ることも念頭に置いた準備が必要カウンター機関に調査を任せることも必要となる信頼できる機関をカウンターパートにできるか ( ベトナムでは FSIV; Forest Science Institute of VietnamをCPとすることができた ) 24

25 調査地選定 GISはあっても最終的には紙地図での調査地選定作業となった日本側が調査地選定しても諸事情で実際には行けない場合もある立木調査 MNNRでの調査は50 50mのプロットだったが林相次第でプロット形状やサイズを変更する余地はある調査に高精度を期すならば日本からの機材持ち込みが不可欠 25

26 破壊調査 ( 伐倒調査 ) 供試木 30 本を選定 : 優占樹種 3 種 10 本 Dẻ: Castanopsis indica (Roxb.) A. DC. Chẹo Tía: Engelhardtia roxburghiana Lindl er Wall. Vối Thuốc: Schima wallichii (DC.) Korth. プロット調査結果を基に3 樹種を決定各胸高直径階から満遍なく供試木を選定樹冠投影した範囲を深さ1mまで掘り根を露出させたうえ引倒し抜根器官 ( 根幹枝葉 ) に分別し器官別の生重量測定各器官の乾重測定用サンプル採取サンプル生重量測定 26

27 根の掘り出し供試木は概ね樹冠の範囲の根を掘り出したうえロープをかけて引き倒した地中に残った根については可能な限り掘り出した掘り出せない根は切断面の直径を計測し完全に掘り出した根の直径と重量の回帰式から生重量を推定した 27

28 供試木を倒した後の作業樹幹長の測定と切断位置決定各器官の切断写真は樹幹と根 28

29 各器官の生重量測定樹幹根 29

30 各器官の生重量測定 2 葉と枝の分別作業枝の生重量測定 30

31 樹幹のサンプル採取サンプル採取後サンプル生重量測定 31

32 枝および葉のサンプル採取サンプル採取後サンプル生重量測定 32

33 根のサンプル採取サンプル採取後サンプル生重量測定 33

34 供試木データの取りまとめシート ID Scientific name of sample trees Sample tree size Sample Coordinates of sample trees Fresh biomass of sample trees by tree organs (kg) plot No. DBH (cm) H (m) Latitude Longitude Stem Branch Leave Root Total 1 Schima wallichii Castanopsis indica Engelhardtia roxburghiana

35 調査実施上の問題点 3 - 伐倒調査 - 調査地の立地条件次第で調査の難易度が大きく変わる現地作業員を確保できるか重機搬入できるかなど確認が必要作業員の日当支払いも予算に織り込む ( チェーンソー技術者などは日当が高い ) 調査地が車道から遠いとサンプルの運び出しが困難伐倒調査においても精度を期すならば日本からの測定機材の持ち込みが必要解析で外れ値発生を防ぐためにも樹木の形状のチェックは不可欠 35

36 ラボ作業サンプルは順次 FSIV (Forest Science Institute of Vietnam) 本部に送りラボで乾燥処理乾重量測定ラボでサンプル生重量を再測定 105 で 72~168 時間乾燥し乾重量を測定 36

37 調査実施上の問題点 4 - ラボ作業 - 乾燥作業ができるラボ ( 研究所や大学 ) などが REDD プラス対象国にあるかどうかの事前確認が必要 37

38 解析 : 供試木の全乾重量計算全乾重量の計算 TDW = TFW * SDW SFW TDW: 各器官の全乾重量 TFW: 各器官の全生重量 SDW: 各器官のサンプル乾重量 SFW: 各器官のサンプル生重量全乾重量 = バイオマス 38

39 供試木乾重量の取りまとめシート Sample tree size Dried mass by tree organs (kg/tree) ID Name of sample trees DBH (cm) H (m) Stem Branch Leave Root Total 1 Schima wallichii Castanopsis indica Engelhardtia roxburghiana

40 供試木の胸高直径と各器官のバイオマスの関係を散布図に表す左の図は胸高直径をx 軸に地上バイオマスをy 軸に取った場合のイメージ DBH; 胸高直径 AGB; 地上バイオマス散布図の近似線の式 y = a X b 対数を取った場合 Ln(y) = a Ln(X) + b などの回帰式が得られる y: 各器官のバイオマス X: 変数 (DBH DBH 2 D 2 H など ) a b: 係数 40

41 1, Stem Biomass (kg) 1, R² = R² = Branch Biomass (kg) Leaves Biomass (kg) R² = DBH DBH DBH Above ground Biomass (kg) 1,500 1, R² = Root Biomass (kg) R² = DBH DBH これらの散布図から器官別にアロメトリー式を作成することができる 41

42 AGB 1,800 1,600 1,400 1,200 1, 調査プロットの DBH データから各式で推定した地上部バイオマス IPCC デフォルト式による AGB 今回得られた式による AGB 胸高直径 IPCC デフォルト式は大径木ほど過大推定になる IPCC の式 :Y = exp[ * ln (DBH) * (ln(dbh)) 2 ] Tropical moist hardwoods Y= aboveground dry matter, kg (tree) -1, DBH =diameter at breast height (cm), ln = natural logarithm, exp = e raised to the power of 42

43 プロットごとに全立木の地上バイオマス地下バイオマスを計算集計しヘクタールあたりバイオマスに換算さらに炭素量を算出プロットごとの計算結果の例 Plot No. Wood volume m 3 /ha Forest Type AGB t/ha BGB t/ha Carbon in AGB Carbon in BGB medium medium rich rich poor rich poor poor

44 森林タイププロット数蓄積 m 3 /ha AGB t/ha BGB t/ha 地上炭素貯留量 t/ha 地下炭素貯留量 t/ha 炭素貯留量 ( 地上 + 地下 ) t/ha Poor Medium Rich 各森林タイプの平均値を示した 44

45 高い精度でバイオマス推定を行いたいならば REDD プラス対象国地域に特化したアロメトリー式を破壊調査によって得ることが必須 REDD プラス対象国地域の周辺国周辺地域に似たような森林タイプがあるならば開発したアロメトリー式を適用できる可能性がある e.g. ベトナムおよびインドシナ半島の常緑広葉樹林 REDD プラス対象国地域内であっても全く異なる森林タイプについては別にアロメトリー式を開発する必要がある e.g. Re-Growth フォレストバンブー 45

航空レーザ計測による効率的な森林資源の把握

発表 1 航空レーザ計測による効率的な森林資源の把握北海道森林管理局計画課佐々木貢アジア航測株式会社空間情報事業部大野勝正森林の適切な管理経営のため森林資源の把握は重要森林調査簿等のデータベース森林計画等の策定間伐等の事業発注調査研究その他夏のパイロットフォレスト新たな森林調査の手法を導入航空レーザ計測技術の活用これまでは必要の都度人手による森林調査を実施主として標準地等によるサンプル調査