Remote Sensing of ecosystem structure, functioning, and biodiversity

Planned Research

Project Area	Digital biosphere: integrated biospheric science for mitigating global environment change
Project/Area Number	21H05317
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (IV)
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	小林秀樹国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), グループリーダー代理 (10392961)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	甘田岳国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 学振特別研究員 (70907914) Eko Siswanto 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (90726762)
Project Period (FY)	2021-09-10 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥111,930,000 (Direct Cost: ¥86,100,000、Indirect Cost: ¥25,830,000) Fiscal Year 2024: ¥21,320,000 (Direct Cost: ¥16,400,000、Indirect Cost: ¥4,920,000) Fiscal Year 2023: ¥21,450,000 (Direct Cost: ¥16,500,000、Indirect Cost: ¥4,950,000) Fiscal Year 2022: ¥21,320,000 (Direct Cost: ¥16,400,000、Indirect Cost: ¥4,920,000) Fiscal Year 2021: ¥26,260,000 (Direct Cost: ¥20,200,000、Indirect Cost: ¥6,060,000)
Keywords	森林生態系 / 沿岸海洋生態系 / 生物多様性 / 生態系機能計測 / リモートセンシング
Outline of Research at the Start	アジア圏では人口の40％が沿岸から100km以内（60%が400km以内）に密集し、陸上生態系と沿岸海域が密接にリンクして生物圏システムを形成している。本研究では森林生態系と沿岸生態系に着目し、生物圏の二酸化炭素交換量やバイオマス生産の推定のための生態系の機能、構造、多様性の地理空間情報の観測を行う。本課題で得られる新しい生物圏地理空間情報と既存の空間情報を統合することで、デジタルバイオスフィアに最適化した新たな生物圏地理空間データの創出を目指す。また、得られた生態系機能・多様性データを解析し、アジア地域を中心として人間活動や気候変動が生物群集に与える影響を評価する。
Outline of Annual Research Achievements	本課題では、研究目的達成のために以下に示す３つの課題に沿って研究を進めた。（課題１）航空機データによる生物圏情報の抽出手法の開発（課題２）衛星観測データによる広域スケールへの適用（課題３）生物圏データの地理空間情報の統合とモデルへの活用課題１における森林研究では、今年度は対象調査地の候補である森林サイトと次年度以降のフィールド観測の打ち合わせを行った。その結果、当初予定していた観測サイトの一つである神奈川県・丹沢エリアでのフィールド調査はとりやめて、北海道大学・苫小牧研究林でのフィールド観測に一本化することになった。沿岸海洋生態系についても、フィールドキャンペーンやフライトプランの計画策定を進め、当初予定していた調査候補地（東京湾、有明海、相模湾ほか）から調査地として東京湾を選定した。また、現地での調査で利用するハイパースペクトルドローンの開発に着手し、システム全体の構成を検討するとともに、新たに近赤外のハイパースペクトルカメラを調達しカメラの試験運用を実施した。課題２については、国内の観測対象地域を中心に、衛星データを収集した。ハイパースペクトルセンサであるHISUIについては、データ取得申請をすすめ、複数地点での画像を入手した。また、赤潮マッピングシステムの開発のためのHPの設計を行った。課題３に関する研究については、当初はモデル研究の計画研究グループとの打ち合わせを予定していたが、課題１及び２に注力したことから実施に至っていない。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 2021年度は、下半期からの研究開始であったことからフィールド観測のための打ち合わせなど次年度以降の本格的な調査の準備期間に位置づけられていた。具体的な観測計画の策定や準備が進められた。ドローンシステムに搭載するハイパースペクトルセンサについても、年度内調達が困難となったことから、繰越申請を行った上で、2022年度中に調達を進めることができた。本システムは2023年度からの本格運用を予定している。また、衛星データの収集も順調に進められた。宇宙用ハイパースペクトルセンサであるHISUIのデータについては、予定通りデータ取得申請が進み、いくつかのデータを収集することができた。以上、物品の調達にやや時間がかかったものの、全体としては、順調に研究が進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	当初の計画に沿って、現場データ及び衛星データの収集を進める。HISUIのデータについては、取得データが極めて限られるため、EnMapなど他国のハイパースペクトル衛星データの収集もすすめる。また、当初の計画では、COVID-19の影響も想定し、現場調査は国内のみを考えていたが、2022年度以降、COVID-19の感染が落ち着きを見せたため、森林研究については、これまでに実績のある米国アラスカ州、沿岸生態系ではタイ国のタイランド湾での観測も追加して実施することにする。