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2023 年度 実績報告書

カラマツ林における太陽光誘起クロロフィル蛍光による光合成推定:モデルと観測の融合

研究課題

研究課題/領域番号 21K17873
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードリモートセンシング / 放射伝達モデル / 植物生理生態 / クロロフィル蛍光 / 炭素循環 / 林冠構造 / 観測幾何 / フラウンホーファー線深度法
研究実績の概要

陸域植生の光合成推定のために太陽光誘起クロロフィル蛍光SIFの近接リモートセンシング観測とモデリングを行った。可視近赤外領域の高分解能分光放射データからフラウンホーファー線深度法によるSIFの導出を行うとともに対物距離における大気の放射減衰を補正した導出法も適用して検出性の評価を行った。観測された60 m四方の群落データにもとづく3次元林冠構造のモデルによる太陽光誘起クロロフィル蛍光SIFの放射伝達を計算した。観測からモデルへの精密な数値実装に注力し、3次元モデルの個葉蛍光入力データは計算値を用いずにローパスフィルタ葉クリップによる現地実測した反射・透過蛍光スペクトルを実装できた。3次元の群落モデルでは角度依存性が1次元モデルに比べ顕著であることが確認された。3次元モデルの計算結果を用いてルックアップテーブルによる観測幾何補正計算のプログラムを作成した。とくにタワー南面に設置した半球視野測定データにおける日変動には南中時の後方散乱成分がタワー構造により遮蔽されることから代表値を求めるにあたり観測幾何補正の必要性が大きいことが確認された。22年度の30℃以上の猛暑日前後の林冠蛍光と光合成の光利用効率についての解析を行い、大気飽差が15 hPa以上の日中に植物生理的なストレスに伴い総一次生産量が減少する昼寝現象が認められた。また関連研究で3次元放射伝達モデルによる蛍光放出の群落幾何依存性の解析について論文報告している。本研究によりユーラシア北東地域を代表する落葉針葉樹林(カラマツ林)の物質循環機能や気候変動の影響についての広域評価研究を進展させるための基礎的な知見を獲得することができた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Row orientation influences the diurnal cycle of solar-induced chlorophyll fluorescence emission from wheat canopy, as demonstrated by radiative transfer modeling2023

    • 著者名/発表者名
      Morozumi Tomoki、Kato Tomomichi、Kobayashi Hideki、Sakai Yuma、Tsujimoto Katsuto、Nakashima Naohisa、Buareal Kanokrat、Lan Wu、Ninomiya Hideki
    • 雑誌名

      Agricultural and Forest Meteorology

      巻: 339 ページ: 109576~109576

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2023.109576

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 森林・農地における太陽光誘起クロロフィル蛍光(SIF)観測とモデリングの進展2024

    • 著者名/発表者名
      両角友喜, 野田響, 小林秀樹, 加藤知道
    • 学会等名
      日本農業気象学会2024 年全国大会
  • [学会発表] Detection of midday depression with canopy-level solar-induced chlorophyll fluorescence and gross primary productivity: impact of heat extreme events in a deciduous needle-leaved forest2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Morozumi, Hibiki Noda, Tomomichi Kato, Hideki Kobayashi, Yuma Sakai, Yoshiyuki Takahashi
    • 学会等名
      AGU23
    • 国際学会
  • [学会発表] カラマツ林の総一次生産量推定における林冠上端の太陽光誘起クロロフィル蛍光SIFの構造的および植物生理学的効果2023

    • 著者名/発表者名
      両角 友喜, 野田 響, 加藤 知道, 小林 秀樹, 酒井 佑槙, 高橋 善幸
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2023 (JpGU)
    • 国際学会
  • [備考] 地球環境研究センターニュース 観測現場発 季節のたより[27] 黄緑色のカラマツ林

    • URL

      https://cger.nies.go.jp/cgernews/202401/398006.html

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公開日: 2024-12-25  

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