森林生態系における地上と衛星SIF観測の統合による着葉期CO2吸収量の評価
（令和 4年度）
Evaluation of the variation in forest CO2 fixing in the trees leafy period using the ground and satellite SIF observations

研究概要

気候変動の緩和のために二酸化炭素（CO₂）吸収量の広域における現状把握は急務である。これまでCO2吸収量の広域遠隔推定には、季節的な葉（およびその色素）の量の変化をとらえる植生指数が用いられたが、展葉後の比較的短い期間の変動や常緑樹など葉の変化が少ない対象においては適用が困難であった。一方、太陽光誘起クロロフィル蛍光(SIF)はより短期の光利用効率や光化学系のストレス応答を反映する。本課題では常緑・落葉など異なる３つの森林生態系観測タワーにおいてSIF—CO2吸収量—生態系タイプの関係を解析し、衛星データを利用することで“葉のついた状態のCO2吸収量の変動”について広域的に明らかにする。

研究の性格

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：応用科学研究

全体計画

本課題では、常緑・落葉など異なる３つの森林生態系観測タワーにおいて既存SIF観測システムを整備・活用することでSIF—CO2吸収量—生態系タイプの関係を類型区分的に検討し、衛星データを利用することでSIFを用いた従来法で検出しにくい“葉のついた状態のCO2吸収量の変動”について広域的に明らかにする。1、落葉針葉樹・落葉広葉樹・常緑広葉樹の3タイプの森林においてSIF—CO2吸収量間の差とその要因を明らかにする。２、日本国内をとらえた衛星SIFデータセットと森林タイプ区分の空間分布を統合する。３、前記の1・2をまとめることで国内対象地域(3タイプの森林)のCO2吸収量を広域推定し、従来法の植生指数に基づく推定結果と比較検証する。

今年度の研究概要

落葉針葉樹（富士北麓；FHK:35.4°N, 138.8°E）・落葉広葉樹及び常緑林床（岐阜高山；TKY: 36°N, 137°E）・常緑広葉樹（沖縄与那；YNF: 27°N, 128°E）地上観測サイトの2020年から2022年までの高波長分解能スペクトルデータ(波長分解能:0.4 nm；対象波長: 650-800 nm)からフラウンホーファー線深度法およびスペクトルフィッティング法を用いてSIFを導出する。同データセットから植生指数を求める。主に生育期中盤の葉量が安定的な期間について、生態系タイプごとのSIF-GPP(総一次生産量)変換係数を明らかにしていく。現地調査により、観測機材の校正・維持および個葉測定による分光学的・植物生理学的パラメータ取得を行う。とくにSIFの種間差や季節変動を理解するうえでカギとなる個葉における網羅的なChl蛍光スペクトル(650-800 nm)とクロロフィル濃度の関係についてのデータセットを代表的な植物種について作成する。最新の衛星SIFデータを収集し、森林マップとの対応付けと緯度経度に基づくデータ抽出を行う。また着葉期間中のCO2変動をもたらしうる極端気象現象についても情報収集を進め、SIF観測との対応を探る。

外部との連携

科研費課題としての共同研究の分担者なし。
協力外部観測サイト：岐阜大学流域圏科学研究センター高山試験地、琉球大学亜熱帯フィールド科学教育研究センター与那フィールド。