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Developing the RTM for tracing ecophysiological dynamics and assessing ecosystem functions

开发 RTM 以追踪生态生理动态并评估生态系统功能

基本信息

批准号：
21H02230
负责人：
王権
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02230/
关键词：
RTM 分光反射特性生理機構ダイナミクス評価

项目摘要

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。

This study aims to explore the possible development of plant physiological characteristics related to spectral reflectance. In this paper, the author discusses the relationship between carbon and water, spectral reflection characteristics, possible new radiation and structure, carbon and water in forest, and the reproduction of carbon and water in forest, and the evaluation of image disturbance. This year, we conducted research on the exchange characteristics, spectral reflectance characteristics, biophysical, biochemical and physiological characteristics of deciduous trees in the southern part of Shizuoka University, Faculty of Agriculture. A/Ci and light curve can be adjusted by using the method of cutting branches. Canopy structure in the forest is measured regularly by UAV, LI-2000 and Fisheye, and seasonal dynamics are grasped. To determine the structure and characteristics of the forest in the southern part of Niigata Prefecture (elevation 900m). This is the first time I've seen you. Spectral reflection characteristics are used to estimate the optical synthesis ability, Vcmax and Jmax. The method of automatic canopy detection and canopy area estimation is realized. The structural dynamics of forest ecosystems can be quickly grasped. For example, in the case of light exchange, reflectance, and light combination, the light source is a light source, and the light source is a light source. For example, the spectral reflection characteristics of carbon and water are used to evaluate the substrate.