Estimation of photosynthetic activity using solar induced chlorophyll fluorescence in a larch forest: Linkage of modeling and observations

利用落叶松林中太阳诱导的叶绿素荧光估算光合作用活动：建模与观测的联系

• 批准号: 21K17873
• 负责人: 両角 友喜
• 金额: $ 3万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies (2022)Hokkaido University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17873/
• 关键词: 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

山梨県富士吉田市富士北麓Fluxサイト(FHK:35.4N, 138.8E)の観測タワーにおいて群落の太陽光誘起クロロフィル蛍光（SIF）連続観測を実施し、初夏にメンテナンスと校正を行った。現地個葉測定などモデル入力パラメータ収集を行った。さらに林冠構造の３次元モデルについて基礎データセットを作成し、検証に向けて取り組んでいる。太陽光誘起の条件における林冠構成種カラマツと林床に優占するシダ植物の個葉蛍光スペクトルを取得し、入力とした。蛍光スペクトル形状は同時計測した可視近赤外波長反射スペクトルから導出したクロロフィル濃度指標に応答し、葉の表(入射)側と裏（透過）側でとくに散乱寄与により740nmより長波長側の比率が異なることが分かった。またカラマツとシダとの差も確認され種間にみられる葉の構造に起因すると考察している。群落ではとくに日変化における蛍光の角度依存性について１Dモデルと３Dモデルを比較し、より林床の緑葉面積の相対値が低下し、林冠構造が個々の樹冠を３次元的に再現し複雑になるほど、異方向の検出性に差が生じやすくなることを示した。このモデルは現地観測に基づく個葉蛍光と林冠構造、地上SIF観測をつなぐだけでなく、より観測幾何が動的な衛星観測への検証にも役立つと期待される。この研究の進展について、国際学会での発表を行った。さらに今年度は８月に関東地方猛暑が発生しサイト付近の気象台でも記録的な高温条件がみられ、そのような中でのSIF-気温、大気飽差との関係をまとめた速報として口頭発表等を行った。

Fuji Yoshida City, Yamanashi City Flux Station (FHK:35.4N, 138.8E) and the measurement of the solar induced light (SIF) of the community. The first step is to measure the power of the input. The three-dimensional structure of forest canopy is composed of basic structure, identification and selection. Sunlight induced by the canopy constitutes a species of forest bed. The shape of the light is measured simultaneously, and the visible near-infrared wavelength reflection is derived. The light concentration index is measured at the surface (incident) side and the inner (transmission) side. The scattering ratio is measured at the long wavelength side. The difference between the two species was confirmed. The angular dependence of light on the diversity of the community is shown in 1D and 3D comparisons, the relative value of green leaf area on the forest bed is low, the canopy structure is high, the canopy is three-dimensional, and the diversity of light in different directions is different. This is the first time that we've had a chance to do this. We've had a chance to do this. The progress of this research is in progress, and the international society is in progress. In August of this year, severe heat occurred in Kanto area, and the weather station recorded high temperature conditions, high temperature, and high temperature difference between SIF and saturation.

项目成果

A modeling study for forest structure effect on Solar-Induced chlorophyll Fluorescence in a relatively sparse canopy of the temperate larch forest in Mt. Fuji, Japan

日本富士山温带落叶松林冠层相对稀疏的森林结构对日光诱导叶绿素荧光影响的建模研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Morozumi T.;Noda H.;Kato T.;Kobayashi H.;Sakai Y.;Takahashi Y.
• 通讯作者: Takahashi Y.

富士カラマツ林における林冠太陽光誘起クロロフィル蛍光の算出手法と雲量による影響

富士落叶松林冠层日光诱导叶绿素荧光计算方法及云量影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 両角友喜;加藤知道;野田響;高橋善幸
• 通讯作者: 高橋善幸

Full-spectral observation of leaf-level chlorophyll fluorescence to bridge the gap between tower and satellite observed solar-induced chlorophyll fluorescence (SIF) in a temperate deciduous forest and a subtropical evergreen forest in Japan

叶级叶绿素荧光的全光谱观测，以弥合塔与卫星之间的差距在日本温带落叶林和亚热带常绿森林中观测到的太阳诱导叶绿素荧光（SIF）

• 发表时间: 2023
• 作者: MOROZUMI T.;Noda H.;Kato T.;Kobayashi H.;Takahashi Y.;Matsumoto K.
• 通讯作者: Matsumoto K.

Red and far-red solar-induced chlorophyll fluorescence responding to air temperature, humidity, and leaf growth in a Japanese larch forest site on a spring-summer transition

春夏过渡时期日本落叶松林中红色和远红色太阳诱导的叶绿素荧光对气温、湿度和叶子生长的响应

• 发表时间: 2022
• 作者: MOROZUMI T.;Noda H.;Takahashi Y.;Kato T.
• 通讯作者: Kato T.

Ground based observation of solar induced chlorophyll fluorescence using a fine resolution spectrometer across multiple sites in cool temperate to sub-tropical ecosystems, Japan

使用高分辨率光谱仪在日本冷温带至亚热带生态系统的多个地点对太阳诱导的叶绿素荧光进行地面观测

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomoki Morozumi;Tomomichi Kato;Naohisa Nakashima;Buareal Kanokrat;Kitpanuwat Tanatarakeree;Hideki Kobayashi;Yuma Sakai;Katsuto Tsujimoto;Hibiki M. Noda;Yoshiyuki Takahashi;Kentaro Takagi;et al
• 通讯作者: et al