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Climate effects on the timing and brightness of autumn leaf coloring from alpine to mountain range

Research Project

Project/Area Number 20K12268
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
Research InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

Koide Dai  国立研究開発法人国立環境研究所, 気候変動適応センター, 研究員 (50761061)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords紅葉の色づき / 生物季節 / マルチスペクトルドローン / 衛星画像 / メカニズム / 定点観察カメラ / マルチスペクトル / ドローン / 植生指数 / 観測 / データベース / 解析 / 定点カメラ / 紅葉 / 色づきの強さ / 気候変動 / フェノロジー / 個体差・場所差
Outline of Research at the Start

秋の紅葉景観は観光資源としても重要な生態系サービスである。しかし高山帯の一部では全く紅葉せずに葉が枯れ落ちてしまう現象が報告され、低地においても紅葉時期の将来的な遅れが予測されるなど、将来的な温暖化を見据えて紅葉のメカニズムの把握が必要とされている。そこで本研究は、最新鋭のマルチスペクトルドローンでの植生観測と国内の紅葉観察データの収集から、我が国における高山帯~山地帯までの紅葉の時期と、色づきの強さを左右する気象条件(気温・日射量など)を明らかにし、将来起こりうる紅葉の変化を評価する事を目指している。

Outline of Final Research Achievements

We analyzed satellite images to assess the climatic effects on autumn leaf color brightness in beech forests at a landscape level. We developed a model which describes a relationship between cumulated temperature and color brightness. Spatiotemporal temperature variations impacted the maximum color brightness and the cumulative coldness required for foliage coloring.
Further analysis of the individual-level relationship between autumn leaf color and productivity in beech forests revealed a tendency for stronger coloration in warm lower-elevation sites. However, at the individual scale within the sites, highly productive individuals (i.e., high vegetation index) showed lower color brightness, suggesting that individual variations of stress conditions such as drought would play a role.
In the case of autumn color in alpine regions, the snow-free date was correlated with the color brightness, indicating a potential decrease in color brightness due to future warming.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

秋の紅葉景観は観光資源としても重要な生態系サービスとして認識されているが、その生態的・生理的な研究はこれまで限られていた。これは特にどれほど強く色づくかという視点において顕著に研究が少ないため、本研究は紅葉景観の重要なKPIと言える色づきの強さに関して、その生態的・生理的なメカニズムに迫った点で高い学術的意義を有している。
また色づきの強さを気候値から予測するモデルを構築し、色づきの将来変化を予測した点などでは、より直接的に紅葉景観の価値とその将来的な気候変動に伴う変化を評価したものであり、高い社会的意義を示した。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2022 2021

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] マルチスペクトルドローンを用いたブナの光合成と黄葉色づきの関係解析2022

    • Author(s)
      小出大・小林誠
    • Organizer
      第134回日本森林学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] MODIS観測データを用いたブナの黄葉モデリング2021

    • Author(s)
      小出大
    • Organizer
      日本森林学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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