2021 Fiscal Year Annual Research Report
Developing the RTM for tracing ecophysiological dynamics and assessing ecosystem functions
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21H02230
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
王 権 静岡大学, 農学部, 教授 (50402235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
楢本 正明 静岡大学, 農学部, 准教授 (10507635)
飯尾 淳弘 静岡大学, 農学部, 准教授 (90422740)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | RTM / 分光反射特性 / 生理機構 / ダイナミクス / 評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、分光反射特性の植物生理特性に対するレスポンスメカニズムを明らかにし、植物生理パラメーターのダイナミクスを追跡可能な新しいアルゴリズムの開発を目的とする。これらのアルゴリズムをガス交換モデルに連結して、分光反射特性から炭素・水フラックスをマルチスケールで評価可能な新しい放射伝達モデルを構築し、森林の炭素・水フラックスのダイナミックな変化を再現し、気象変動や攪乱のインパクトを評価する。
昨年度は、落葉広葉樹林におけるマルチスケールでの分光反射特性と生態生理特性の同時測定方法の確立とベースデータセットの作成を中心に取り組んだ。静岡大学農学部附属南アルプスフィールドの落葉広葉樹林を主な研究サイトとし、試験地と観測タワーの整備を設定し、マルチスケールにおける分光反射シグナル、生物物理、生化学及び生理特性を同時に測定した。さらに、フィールドでの計測に加えて，切り枝法でA/Ciと光曲線によるVcmax 、Jmax、光飽和点等生理特性を定期的に計測した。プロット内の林冠構造は定期的に地上LIDAR システム、UAVに搭載したシステム及びFisheyeなどを用いて測定し、季節の動態を把握した。南アルプスフィールドのほかに、新潟県苗場山ブナ林（標高900m）に生育する若いブナ林をUAV測定システムと地上LIDAR システムによって、構造特性を測定した。これらにより、一定的なベースデータを集めた。
分光反射特性から光合成能力を示すVcmaxとJmax推定するDNNモデルを構築した。さらに、落葉樹林におけるChl/Car比の季節変化を追跡する新しいハイパースペクトル指数も開発した。この他、反射特性とLAI季節動態の分析も行い、衛星画像から得られるテクスチャ情報によって、よく見られる飽和問題を最小化でき、LAIの推定が向上することを示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
フィールドにおける一部のデータ収集は納品の遅れとコロナの影響を受けたが、分光反射特、3次元構造、生化学特性及び生理などの必要データの測定は順調に進んでいる。一定的なベースデータも集まり、データ解析も進んでいる。こうした結果の一部は査読付き論文及び多数の学会における口頭発表によって公開した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度はデータのより一層の充実を図るため、引き続き試験地において連続観測を予定している。地上LidarとUAV測定システムによるプロットの3次元構造の取得及びマルチスケールでの分光反射特性と生態生理特性の同時測定を行い、フィールドデータセットを充実する。また、実験室での制御実験とモデリングも行う。
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