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熱帯林における太陽光誘起クロロフィル蛍光による光合成量の観測とモデル化

研究課題

研究課題/領域番号 22H00554
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分63:環境解析評価およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

加藤 知道  北海道大学, 農学研究院, 教授 (60392958)

研究分担者 宮内 達也  北海道大学, 農学研究院, 特任助教 (00806648)
彦坂 幸毅  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (10272006)
小林 秀樹  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), グループリーダー代理 (10392961)
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, 教授 (40391130)
両角 友喜  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 特別研究員 (40866638)
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)
冨松 元  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (70598458)
小杉 緑子  京都大学, 農学研究科, 教授 (90293919)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2025年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2024年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2023年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2022年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
キーワードリモートセンシング / 衛星データ / 放射伝達モデル / 渦相関フラックス / 植物生理生態学 / プロセスモデル / 熱帯林 / 生態系モデル
研究開始時の研究の概要

新しい植生リモートセンシング指標である太陽光誘起クロロフィル蛍光(SIF)は、光合成量の推定に非常に役立つと期待されているが、熱帯林はSIFの地上・衛星観測データが非常に乏しいため、光合成の広域高精度推定への利用が進んでいないことが大きな課題であった。
そこで東南アジアの熱帯林を対象とし、地上タワー/個葉/衛星SIF観測と放射伝達/炭素循環モデルを組み合わせ、①生態系-個葉観測によるSIF-光合成関係における生物的・物理的影響の定量、②地上タワー観測と放射伝達モデルによる衛星SIF観測精度の評価、③東南アジアにおけるSIF観測データ-モデル融合による生態系炭素循環の高精度推定を行う。

研究実績の概要

マレーシア国ヌグリ・スンビランのパソ保護林の低地フタバカキ林において、9月に太陽光誘起クロロフィル蛍光観測のための高分解能分光放射計QEproおよび中分解能分光放射計FLAME-S、光ファイバーケーブル、全天候型ガラスドーム、ファイバースプリッター、電磁シャッター等の機器を、樹幹上52m(上向きコサインコレクタ有効FOV144°・下向きコサインコレクタ有効FOV144°・北向き斜め下45度FOV25°)と林床上14m(上向きコサインコレクタ有効FOV144°・下向きコサインコレクタ有効FOV144°)の位置に設置した。コロナ禍以降初めてのパソ保護林訪問であり、渦相関法フラックス観測装置や、中解像度分光放射計MS-700のメンテナンスも行った。観測開始後に定期的な落雷や停電によって、パソコンがフリーズや帯電することで度々観測が滞った。9月-3月までの間で、総計で数ヶ月におよぶ観測は成功したが、2月ごろの停電は商用電源の切断によるものであり、太陽光誘起クロロフィル蛍光の観測はそこからストップした。一方で渦相関方測定装置は、太陽電池パネルによる電源供給を行なっているものであり、それらは計測されている様子であった。また陸域生態系物質循環モデルVISIT-SIFと、森林3次元放射伝達モデルFLiES-SIFに関しては、モデルコード整備を行なった。さらにテストとして日本国内の森林生態系において、すでに観測された地上SIFおよび渦相関法GPPを利用したモデル実験の準備を行なった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定の2月よりも早く渦相関フラックスタワーへの分光放射計の設置が完了した。一方で定期的な停電等の問題があるため、次年度は対策が必要であることがわかった。

今後の研究の推進方策

年度末に起こった商用電源の修理が終了次第、なるべく早く現地を訪れ、SIF観測を再開する予定である。またモデルに関しては日本国内でのテスト実験の準備をひきづつき行う。

報告書

(2件)
  • 2022 審査結果の所見   実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-06-20  

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