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

基本信息

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

项目摘要

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。

在山梨县富士吉田市富士山北麓Flux站点的观测塔（FHK：35.4N，138.8E）对群落进行连续日光诱导叶绿素荧光（SIF）观测，并进行维护和校准是在初夏进行的。我们收集了模型输入参数，例如单个叶子的现场测量。此外，我们正在创建森林冠层结构三维模型的基础数据集并进行验证。获得了落叶松（树冠组成物种）和蕨类植物（在森林地面上占主导地位）在阳光诱导条件下的单片叶子的荧光光谱，并将其用作输入。荧光光谱的形状响应于同时测量的可见光和近红外波长反射光谱得出的叶绿素浓度指数，以及叶子正面（入射）和背面（透射）长于 740 nm 的波长的比率由于散射贡献特别大，结果是不同的。落叶松和蕨类植物之间的差异也已得到证实，人们认为这是由于物种之间叶子的结构造成的。对于群落，我们比较了 1D 和 3D 模型，特别是关于昼夜变化期间荧光的角度依赖性，发现森林地面绿叶面积的相对值下降，并且冠层结构在繁殖个体时变得更加复杂。三维树冠的研究表明，不同方向的可检测性往往会出现差异。该模型预计不仅可用于连接基于现场观测、冠层结构和地面 SIF 观测的单个叶片荧光，还可用于验证具有更动态观测几何形状的卫星观测结果。这项研究的进展在国际学术会议上进行了介绍。此外，本财年，关东地区8月份发生了严重的热浪，现场附近的气象观测站观测到了创纪录的高温，并以口头报告形式总结了SIF、气温和气温之间的关系。大气饱和度差等

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

中部日本富士北麓落葉針葉樹林冠上におけるサブナノ分光計測を用いた太陽光誘起クロロフィル蛍光の評価

使用亚纳米光谱法对日本中部富士山北麓落叶针叶树冠层阳光诱导的叶绿素荧光进行评估

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

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

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
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

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