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構造の複雑さがなぜ森林の生産量を高めるのか?生理生態学的メカニズムの徹底検証

研究課題

研究課題/領域番号 18H02236
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関静岡大学

研究代表者

飯尾 淳弘  静岡大学, 農学部, 准教授 (90422740)

研究分担者 楢本 正明  静岡大学, 農学部, 准教授 (10507635)
水永 博己  静岡大学, 農学部, 教授 (20291552)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード樹冠構造 / 樹種多様性 / 光合成 / 樹液流 / ドローン / LiDAR / ブナ / UAV / マルチスペクトル画像 / フェノロジー / 枝分布構造 / 種多様性 / 蒸散 / 葉フェノロジー / 葉分布構造 / ガス交換予測モデル / 光環境 / 機能的多様性 / 樹液流量 / 生態系機能 / 光合成能力 / 蒸散能力 / 光利用効率 / 炭素固定機能 / 構造の複雑さ / 生理生態学的プロセス
研究成果の概要

太平洋型冷温帯林の主要樹種について、樹冠構造と生理生態機能の樹種多様性を詳細に調査し、個体レベルの葉量や光合成量、蒸散量に大きな種間差はないが、そこへ至るまでの光利用プロセスに大きな違いがあることを明らかにした。また、構造と機能の季節変化の多様性を知るために、ドローン画像を用いた樹冠フェノロジーの評価方法を検討し、葉層の厚さがフェノロジーの推定値に影響すること、蒸散フェノロジーの樹種多様性はドローン画像から評価可能であることを明らかにした。さらに、樹冠構造の環境可塑性をドローンLiDARを用いて調べ、ブナは土壌水分で構造を大きく変化させるが、他の種ではそのような傾向は見られないことがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

構造と機能の多様性は、常緑樹と落葉樹、陰樹と陽樹など、生活型の大きく異なる種の比較で示されてきたが、本研究は生活型が似ていても種によって葉面積の空間分布や光利用戦略が大きく異なることを明らかにし、種の個性を詳細に調べることの重要性を示した。また、ドローンのRGB画像が樹冠フェノロジーの樹種多様性の評価に有効なツールであることを示した。特に、RGB画像から計算される植生指標と個体蒸散量の季節変化を比較し、ドローン画像が構造だけでなく機能的フェノロジーの評価に有効であることを示した。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Multivariate regressions coupling colorimetric and textural features derived from UAV-based RGB images can trace spatiotemporal variations of LAI well in a deciduous forest2023

    • 著者名/発表者名
      Yi Gan, Quan Wang, Takeshi Matsuzawa, Guangman Song, Atsuhiro Iio
    • 雑誌名

      International Journal of Remote Sensing

      巻: - 号: 15 ページ: 4559-4577

    • DOI

      10.1080/01431161.2023.2208709

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Drone-Sensed and Sap Flux-Derived Leaf Phenology in a Cool Temperate Deciduous Forest: A Tree-Level Comparison of 17 Species2022

    • 著者名/発表者名
      Noviana Budianti, Masaaki Naramoto, Atsuhiro Iio
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 14(10) 号: 3 ページ: 778-778

    • DOI

      10.3390/rs15030778

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crown Structure Explains the Discrepancy in Leaf Phenology Metrics Derived from Ground- and UAV-Based Observations in a Japanese Cool Temperate Deciduous Forest2021

    • 著者名/発表者名
      Noviana Budianti, Hiromi Mizunaga, Atsuhiro Iio
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 12 号: 4 ページ: 425-425

    • DOI

      10.3390/f12040425

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 野外植物の光合成最適温度を変化させる温度順化以外の要因について2023

    • 著者名/発表者名
      飯尾淳弘、片畑伸一郎、楢本正明、王権
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 冷温帯落葉広葉樹林におけるUAV-LiDARを用いた樹冠構造の種多様性の評価2023

    • 著者名/発表者名
      谷瑞木、飯尾淳弘
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal and Radial Variation in Stem Sap Flux Density for Deciduous Broad-leaved Species on cool temperate Forest Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Qistan Naufal Faryzan, Atsuhiro Iio
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 落葉樹林におけるUAV画像から定量した樹木フェノロジーと樹液流量の比較2022

    • 著者名/発表者名
      飯尾 淳弘、Noviana Budianti
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Crown structure explains the discrepancy between UAV- and ground based leaf phenology at the individual tree level2021

    • 著者名/発表者名
      Noviana Budianti, Hiromi Mizunaga, Atsuhiro Iio
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Observation of Tree-level Leaf Phenology by Using Drone and Its Comparison with Ground Monitoring Results2020

    • 著者名/発表者名
      Noviana Budianti, Ayano Miyata, Atsuhiro Iio
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 冷温帯高木16種の樹冠フェノロジーと樹液流量の季節変化パターンの比較2020

    • 著者名/発表者名
      飯尾淳弘、Noviana Budianti
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 樹冠と枝内の光勾配に対する光合成能力の変化 能力推定にはどの光を使う?2019

    • 著者名/発表者名
      飯尾淳弘
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Leaf Phenology Variation in Species Rich Natural Beech Forest: Do Canopy Duration Affect Stem Growth?2019

    • 著者名/発表者名
      Budianti Noviana, Iio Atsuhiro, Kunitomo Shohei
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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