Developing the RTM for tracing ecophysiological dynamics and assessing ecosystem functions

点击翻译按钮获取中文摘要

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。本年度は引き継ぎ、主な研究サイトである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試験地において、マルチスケールにおけるガス交換特性、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。切り枝法を用いてキャノピー内におけるA/Ciの変化と光曲線によるVcmax 、Jmax、光飽和点等生理特性の変化を調べた。プロット内の林冠構造は、定期的にUAVに搭載したシステム（L1とP1）、LI-2000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測定システムを使用して、構造特性を測定した。これらにより、ベースデータを充実させた。分光反射特性を用いて光合成能力を示すVcmaxとJmaxを推定するPLSRモデルを構築した。さらに、UAVで撮影したRGB画像を深層学習アプローチを用いて自動的に樹冠を検出し、樹冠面積を推定する方法を実現した。これにより、森林生態系の構造動態を迅速に把握することが示された。また、ガス交換、反射率、クロロフィル蛍光を結合した個葉スケールのRTMモデルも開発され、現在様々な検証が行われている。これにより、分光反射特性を用いた炭素・水フラックス評価の基盤を築くことを進めている。