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分光反射特性による森林の構造および生理特性の評価と水・熱・炭素循環モデルへの適用

利用光谱反射特性评估森林结构和生理特征及其在水、热和碳循环模型中的应用

基本信息

批准号：
06J06579
负责人：
松本一穂
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では極東域のシベリアから日本にかけて存在する複数の異なる5ケ所の森林において、水・熱交換量の観測を行い、相互比較を行った。その結果、低緯度地域に存在する森林ほど潜熱フラックス(蒸発散量)が多くなるという傾向が認められ、この地域間差は、主に森林の生態生理学的な蒸発散制御特性の違いによってもたらされていることが分かった。この生態生理学的な制御を表すパラメータである、群落コンダクタンスについては、様々な森林での値の変動を、共通の環境応答関数で表現できる新たな概念の提案を提案することができた。観測を行った各森林では、群落表面の分光反射率や葉面積指数(LAI)、葉内葉緑素濃度の測定も同時に行うとともに、人工衛星による分光指標データの取得も行った。今後、これらのデータを用いて、分光指標による森林の水・熱交換量の評価手法について解析を進めていく予定である。群落スケールでは葉緑素濃度の変化とLAIの変化が同期的に起こるため、それぞれの変動が分光指標にどのように影響するのかが不明瞭であるという問題点があった。本研究では仮想森林群落模型を作製し、LAIと葉緑素濃度を人為的に変動させることによって、これらの変動が分光指標の値にどのように表れるのかを検討した。その結果、正規化植生指数(NDVI)は、樹冠が疎になるとLAIのみに依存し、逆に樹冠が閉鎖すると葉緑素濃度のみに依存するという興味深い特徴を有していることが分かった。また、近年個葉スケールでの葉緑素濃度の評価のために開発された分光指標であるmND_<705>は、群落スケールでもLAIの影響を受けずに葉緑素濃度の変動を評価できる指標であることが分かった。今後はこの実験によって得られた知見を、実際の森林群落にも適用することで、分光指標による葉の生理特性とLAIの個別評価手法を確立し、様々な森林の水・熱交換特性の時空間分布のモデル化へと発展させていく予定である。

This study was conducted to measure and compare the water and heat exchange capacity of the forest in the eastern part of the country. As a result, there is a tendency to increase the amount of latent heat (evapotranspiration) in forests at low latitudes, and regional differences in evapotranspiration control characteristics of forests at high latitudes. The ecological physiology of the control table, the community, the value of the forest, the common environmental response number, the performance of the new concept proposal The spectral reflectance of forest and community surface, leaf area index (LAI) and chlorophyll concentration in leaves were measured simultaneously. In the future, the use of light, spectral indicators, forest water and heat exchange evaluation methods, analysis, and progress. Changes in chlorophyll concentration and LAI of the community were caused by changes in spectral indices. This study was conducted to investigate the effects of artificial changes in LAI and chlorophyll concentration on forest community models. The results showed that normalized vegetation index (NDVI) was dependent on LAI, canopy closure, chlorophyll concentration and depth of interest. In recent years, the chlorophyll concentration of leaves has been evaluated by the spectral index, and the chlorophyll concentration of communities has been evaluated by the spectral index<705>. In the future, we will establish the methods of individual evaluation of leaf physiological characteristics and LAI, and determine the temporal and spatial distribution of forest water and heat exchange characteristics.