クロロフィル蛍光と光合成機能における季節変化メカニズムの解明

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本研究は、太陽光によって誘起されるクロロフィル蛍光（SIF）、および植物のストレスの指標として利用される分光反射指数PRIを利用して、植物における光合成機能の季節変化を推定することを目指している。(1) 植物群落を観測する際に問題となるのが、太陽光の入射角、センサーの観測角、葉の傾斜角および方位角の三者によるSIFとPRIへの幾何学的な影響である。SIFとPRIが、太陽光の入射角度、センサの観測角度、植物群落の構造（葉の形、傾き）によってどのような影響を受けるかを調べるために晴天日に野外での観測を行い、既存の放射伝達モデルでのシミュレーションとの比較をした。その結果、SIFは観測結果とモデルで同傾向の角度依存が見られたが、可視域バンドを用いるPRIでは観測とモデルの結果はほとんど一致しなかった。特に可視域の反射率スペクトルについて、既存モデルを修正する必要があると考えられる。(2) SIFは非常に微弱(葉か表面で反射した近赤外放射の3%ほど)な光であるため、これまで野外での蛍光検出は高精度分光放射計でなければ行えないとされていたが、中程度の精度の分光光度計でも高精度の蛍光強度を評価する方法を発案した。2019年秋に追加観測を行いデータを取得し、実験とモデルによる方法の検証結果を論文にまとめて科学雑誌に投稿したが、論文の改訂中に、計算方法に関する新たな問題に直面し、方法の再検討を行っている。