Observation of the CO2 uptake of blue carbon ecosystems using inovative methods

Publicly Offered Research

Project Area	Digital biosphere: integrated biospheric science for mitigating global environment change
Project/Area Number	22H05738
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (IV)
Research Institution	National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
Principal Investigator	桑江朝比呂国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 領域長 (40359229)
Project Period (FY)	2022-06-16 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000) Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywords	ブルーカーボン / 二酸化炭素 / ドローン
Outline of Research at the Start	生物圏の機能を活用するための生物圏モデル構築に貢献するデータや知見を提供するため，本研究では，新たに開発する「ブルーカーボンドローン」に搭載のグリーンレーザースキャナとを用いて海中植生バイオマスを3次元マッピングし，かつ，CO2濃度計，風速計，慣性計測システム（IMU）などから構成される「タワーレス渦相関システム」によって大気－生態系間CO2フラックスを実測に挑戦する．これらの技術開発により， CO2フラックスと炭素プール量を決定づける植生バイオマスを同時・広域（>1ha）・非破壊的に観測可能にすることを目的とする．
Outline of Annual Research Achievements	生物圏の機能を活用するための生物圏モデル構築に貢献するデータや知見を提供するため，本研究では，新たに開発する「ブルーカーボンドローン」に搭載のグリーンレーザースキャナとを用いて海中植生バイオマスを3次元マッピングし，かつ，CO2濃度計，風速計，慣性計測システム（IMU），QZSS（みちびき）対応測位システムから構成される「タワーレス渦相関システム」によって大気－生態系間CO2フラックスを実測することに挑戦する．これらの技術開発により， CO2フラックスと炭素プール量を決定づける植生バイオマスを同時・広域・非破壊的に観測可能にすることを目的とする．本研究が成功すれば，未知の炭素フローの探索や，海面上昇など激変する海洋環境の将来に対応したCO2吸収機能最適化の検討に貢献することが期待される．当該年度は，ドローンに搭載されたグリーンレーザースキャナを用いて高密度の点群データを取得した．得られた点群データを用いて海底地形，海底基盤，植生分布，植生密度，樹冠高さを推定するための解析手法を検討した．また，渦相関システムをドローンに搭載するための設計と試作を進め，翌年度実施予定の森林タワーサイトでの観測キャンペーンにおいて，本ドローンを用いた同時観測を実施できるよう準備を進めた．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ドローンに搭載されたグリーンレーザースキャナから得られた点群データを解析中であるが，適切なノイズ処理とフィルタリング処理を施すことにより，海草藻場や海藻藻場において，海底地形，着生基盤，植生分布，植生密度，樹冠高さを推定できる目処が立ちつつある．また，ドローンに搭載する渦相関システムについても，ドローンに起因する環境場の撹乱を回避できる示唆が得られつつある．
Strategy for Future Research Activity	今後も，ドローンに搭載されたグリーンレーザースキャナを用いて高密度の点群データを様々な沿岸生態系（藻場，港湾，漁港）において取得し，得られた点群データを用いて海底地形，海底基盤，植生分布，植生密度，樹冠高さを精度良く推定するための解析手法開発を進める．森林タワーサイトでの観測キャンペーンに渦相関システムを搭載したドローンを投入し，本ドローンを用いた渦相関フラックスと森林タワーサイトで同時に測定される渦相関フラックスを突き合わせることによって，渦相関ドローンの有効性を検証する．