| Project/Area Number |
21K19140
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
牧田 直樹 信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (40723086)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中路 達郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (40391130)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 樹木根 / 分光技術 / 植物形質 / 炭素循環 / 細根 / 近赤外分光 / 針葉樹 / 広葉樹 / 形質 |
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| Outline of Research at the Start |
樹木根の機能は樹種を問わず共通のものであるが、野外で実際に根を観察してみると、その姿は種によって実に様々である。多くの植物図鑑では、植物の名前ごとに葉や樹皮の色、形状の特徴が詳細に示されており、種の検索法は確立されている。一方、植物の根の種判別に関しては、色や形状等の情報が乏しく確立には至っていない。本課題では、リモートセンシングの分野で広く用いられている、可視-近赤外分光技術を用いて、非破壊観測を行い、樹木根系の樹種判別に有効な客観的指標を提示する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
土壌中に張り巡らされた樹木の根は、樹体を支えながら、生きるために必要な水分や養分を土壌から吸収している。樹木根の機能は樹種を問わず共通のものであるが、野外で実際に根を観察してみると、その姿は種によって実に様々である。多くの植物図鑑では、植物の名前ごとに葉や樹皮の色、形状の特徴が詳細に示されており、種の検索法は確立されている。一方、植物の根の種判別に関しては、色や形状等の情報が乏しく確立には至っていない。本課題では、リモートセンシングの分野で広く用いられている、可視-近赤外分光技術を用いて、非破壊観測を行い、樹木根系の樹種判別に有効な客観的指標を提示することを目標とした。
本年度の課題として、可視-近赤外分光技術を用いて、樹木根系の樹種判別に有効な形質の指標を探索することを掲げた。様々な系統学的差異を備え持つ冷温帯20樹種を対象に、分光撮影を試み、分光画像データと根系の構造を測定した。その後、樹種別の教師データ（データに付随する正解データ）を作成した。分光反射画像の根系形質データベースを構築することから、調査樹種における特徴を明らかとした。
また、短波長赤外領域（波長1000～2500nm）の反射光が有機物や水分の情報を反映することに注目し、地中に挿した光ファイバーと小型分光器によって計測した分光反射率をもとに、深さごとの土壌有機物の組成とそれらと関連する微生物によるCO2放出速度が推定できることを示した。本手法は、野外での炭素循環に関わる調査研究の効率を向上させ、深度ごとの地中の炭素量マッピングやCO2放出の多地点モニタリングへの貢献が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
根系の可視-近赤外分光反射率の技術を野外の樹木根系に適用し解析技術の確立と現場での実地試験を実施している。現在進行中ではあるが、画像解析および解析手法の選定に想像以上に時間が費やされてしまい、やや進捗は遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られている分光画像データと根系の構造情報をもとに、部分的最小二乗回帰解析を実施し、予測値と実測値の関係性を様々な根系の測定項目で算出する。画像情報から、根系分布の機能を再現する手法を模索したいと考える。
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