2022 Fiscal Year Final Research Report

Ecophysiological studies on the climate change impacts on forest photosynthesis and phenology

Research Project

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Project/Area Number	19H03301
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 45040:Ecology and environment-related
Research Institution	Gifu University
Principal Investigator	Muraoka Hiroyuki 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (20397318)
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) 野田響国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (60467214) 永井信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 (70452167) 村山昌平国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 総括研究主幹 (30222433)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	気候変動 / 森林生態系 / 炭素循環 / 光合成 / フェノロジー / リモートセンシング
Outline of Final Research Achievements	This research project aimed to (1) reveal the impacts of climate change on carbon cycle and its ecological processes, and (2) investigate the ecophysiological knowledge for optical satellite remote sensing on forested landscape in cool-temperate deciduous broadleaf forests in Takayama and Tomakomai. Long-term observations of CO2 flux and tree ecophysiological characteristics in Takayama revealed that climate change influence carbon sequestration by altering leaf phenology and photosynthetic activities, and particularly rising temperature and extreme weather events in summer have significant impacts. Optical remote sensing by Earth observation satellites is powerful tool for observations of phenology and ecosystem functions. However, our study suggests the needs of ecophysiological understanding on optical signals from forest canopy such as leaf biochemical and anatomical components, canopy structure, and their spatial distribution.
Free Research Field	植物生理生態学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	森林は環境調節や生物多様性保全など重要な機能を担う。気候変動は植物の光合成や呼吸等の活動への影響を通じて森林の生態系機能を劣化させることが懸念されている。本研究では気候変動が森林生態系機能に短期的・長期的ストレスをもたらしていることを示し，また，地上での長期複合的観測と衛星観測の技術的な問題点を明示した。特に，２０年に及ぶ微気象学的観測と植物生理生態学的観測を統合したデータ解析により，森林生態系機能の短期・長期的変動メカニズムを解明したこと，及び，リモートセンシング観測手法を生理生態学的に検証できたことなど，これらの成果は環境変動の診断データの重要性と長期・広域観測の拡大に貢献する。