森林生態系における地上と衛星SIF観測の統合による着葉期CO2吸収量の評価
（令和 5年度）
Evaluation of the variation in forest CO2 fixing in the trees leafy period using the ground and satellite SIF observations

研究概要

気候変動の緩和のために二酸化炭素（CO₂）吸収量の広域における現状把握は急務である。これまでCO2吸収量の広域遠隔推定には、季節的な葉（およびその色素）の量の変化をとらえる植生指数が用いられたが、展葉後の比較的短い期間の変動や常緑樹など葉の変化が少ない対象においては適用が困難であった。一方、太陽光誘起クロロフィル蛍光(SIF)はより短期の光利用効率や光化学系のストレス応答を反映する。本課題では常緑・落葉など異なる３つの森林生態系観測タワーにおいてSIF—CO2吸収量—生態系タイプの関係を解析し、衛星データを利用することで“葉のついた状態のCO2吸収量の変動”について広域的に明らかにする。

研究の性格

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：応用科学研究

全体計画

本課題では、常緑・落葉など異なる３つの森林生態系観測タワーにおいて既存SIF観測システムを整備・活用することでSIF—CO2吸収量—生態系タイプの関係を類型区分的に検討し、衛星データを利用することでSIFを用いた従来法で検出しにくい“葉のついた状態のCO2吸収量の変動”について広域的に明らかにする。1、落葉針葉樹・落葉広葉樹・常緑広葉樹の3タイプの森林においてSIF—CO2吸収量間の差とその要因を明らかにする。２、日本国内をとらえた衛星SIFデータセットと森林タイプ区分の空間分布を統合する。３、前記の1・2をまとめることで国内対象地域(3タイプの森林)のCO2吸収量を広域推定し、従来法の植生指数に基づく推定結果と比較検証する。

今年度の研究概要

落葉針葉樹（富士北麓；FHK:35.4°N, 138.8°E）・落葉広葉樹及び常緑林床（岐阜高山；TKY: 36°N, 137°E）・常緑広葉樹（沖縄与那；YNF: 27°N, 128°E）の３サイトを軸に、異なる森林生態系の地上SIFを導出しその変動を解析する。現地調査により、観測機材の校正・維持および個葉測定による分光学的・植物生理学的パラメータ取得を行う。研究発表に向けて主に生育期中盤の葉量が安定的な期間について生態系タイプごとのSIF-GPP変換係数をまとめる。GOSAT-2プロダクトなど最新の衛星SIFデータを収集し、森林マップとの対応付けと緯度経度に基づくデータ抽出を行う。これらのデータに基づき地上観測と衛星観測をつなぐ理論とボトムアップ手法の提案を行う。着葉期CO2吸収量の推定精度を確かめ、全期間におけるSIFおよび植生指数に基づくCO2吸収量推定精度の違いについて比較検証し、葉のついている期間の光合成の変動を定量的に評価する。
また本年度の科研費課題研究グループ全体の集中観測（キャンペーン）においては、標的サイトである落葉広葉樹混交林(北海道苫小牧; TMK: 43°N,141°E)の生態系においてSIF連続観測と、植物種の個葉におけるChl蛍光スペクトルを取得することで、ほかの参画研究課題の手法との対比や異分野交流による相乗効果についての探索、また本課題の主題としての着葉期での短期変動や、生態系間のSIF応答の違いについての考察をさらに深めることができる。期間終盤にはこれらの研究成果をまとめて発表する。

外部との連携

科研費課題としての共同研究の分担者なし。
協力外部観測サイト：岐阜大学流域圏科学研究センター高山試験地、琉球大学亜熱帯フィールド科学教育研究センター与那フィールド。