クロロフィル蛍光を用いた、光合成活性の評価とパラメタリゼーション

使用叶绿素荧光评估光合活性并参数化

基本信息

批准号：
12760106
负责人：
小杉緑子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

植物のCO_2交換過程の制御は気孔の開閉と葉内におけるCO_2同化の2つのプロセスによって決定されている。近年、植物による制御を表す関数として気孔コンダクタンスと光合成のサブモデルを組み込むことで、植物個葉や群落での光合成速度や蒸散速度の同時推定が可能になってきた。しかし、実際の植物はどのようなパラメータをとるものなのかについての情報があまりにも少ないまま、モデルを使ったシミュレーションが先行しているのが現状である。そこで植物個葉のガス交換測定と併行したクロロフィル蛍光の測定によって、気孔開閉によらない光合成活性のうち電子伝達速度に関する特性を直接評価し、これをガス交換測定から得られる知見と合わせることによって、光合成速度制御の原因について解析することを目的として研究を行ってきた。平成13年度は、野外の様々な環境条件下において、個葉のガス交換速度およびクロロフィル蛍光の特性を測定し、放射環境・温度・湿度・土壌水分といった環境条件や植物の生理的条件、あるいは種の違いなどによってその特性がどのように変化するのか、についての情報を集めた。測定は、瀬戸内気候区内の緑地帯に生育する樹木を中心に行い、年変化を含む長期的なデータを収集した。また同時に微気象各項目および土壌水分条件を連続モニターした。また室内における環境制御実験を行い、水分条件、温度・光条件や、各個葉の特性の違いが、個葉のガス交換速度およびクロロフィル蛍光の特性をどのように決定しているのかについての詳細なデータを収集した。さらに、これらのデータにもとづいて、気孔開閉によらない光合成活性を評価し、この特性をパラメータ化することによって光合成モデル中の各パラメータの挙動について解析した。またこのようにして同定されたガス交換特性パラメータの挙動が、どのように実際の光合成速度や蒸散速度を制御しているのかについて、数値実験による解析を行った。

植物体内CO_2交换过程的控制由两个过程决定：气孔的开合和叶内CO_2的同化。近年来，通过将气孔导度和光合作用的子模型纳入代表植物控制的函数，可以同时估计单个植物叶子和群落的光合速率和蒸腾速率。然而，有关实际工厂参数的信息仍然太少，目前使用模型的模拟处于领先地位。因此，通过测量叶绿素荧光与单个植物叶片的气体交换测量并行，我们直接评估了不依赖于气孔开闭的光合活动中与电子传递速率相关的特性，并将其与从气体中获得的知识相结合通过交换测量，我一直在进行研究，目的是分析光合作用速率控制的原因。 2001年度，我们测量了各种室外环境条件下各个叶子的气体交换率和叶绿素荧光特性，并调查了辐射环境、温度、湿度和土壤湿度等环境条件、植物和物种的生理状况。收集有关他们的特征如何根据其特征的差异而变化的信息。主要对濑户内气候带内绿地中生长的树木进行测量，并收集包括年度变化在内的长期数据。同时，持续监测各项微气象项目和土壤湿度状况。我们还进行了室内环境控制实验，详细了解水分条件、温度和光照条件以及个体叶片特征的差异如何决定个体叶片的气体交换率和叶绿素荧光特征，并收集了数据。此外，根据这些数据，我们评估了与气孔打开和关闭无关的光合作用活动，并通过参数化该特性，分析了光合作用模型中每个参数的行为。我们还进行了数值实验来分析通过这种方式确定的气体交换特征参数的行为如何控制实际的光合作用速率和蒸腾速率。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

西田顕郎,小杉緑子,大手信人: "樹木単葉の分光反射特性と光合成速度および水分欠乏との関係"日本リモートセンシング学会誌. 20. 6-16 (2000)

Akio Nishida、Midoriko Kosugi、Nobuto Ote：“树木单叶光谱反射特性与光合速率和水分缺乏之间的关系”日本遥感学会杂志 20. 6-16 (2000)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

松尾奈緒子, 大手信人, 木庭啓介, 小杉緑子, 壁谷直記他: "中国内蒙古毛烏素沙地に生育する植物の水利用効率の考察"日本緑化工学会誌. 27. 68-73 (2001)

Naoko Matsuo、Nobuto Ote、Keisuke Kinaba、Midoriko Kosugi、Naoki Kabeya 等：“中国内蒙古毛乌素沙地植物水分利用效率的研究”日本绿化技术学会杂志 27。 68-73（2001）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

松尾奈緒子, 小杉緑子, 大手信人, 木庭啓介: "炭素安定同位体比を用いた暖温帯性常緑広葉樹の水利用効率に関する解析"水文水資源学会誌. 15(印刷中). (2002)

Naoko Matsuo、Midoriko Kosugi、Nobuto Ote、Keisuke Kinaba：“利用稳定碳同位素比率分析暖温带常绿阔叶树的水分利用效率”，日本水文水资源学会杂志 15（出版中）。 2002）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

松田咲子,西田顕郎,大手信人,小杉緑子,谷誠,青木正敏,永吉信二郎,サマキー,ブーニャワット,戸田求: "熱帯モンスーン地域における広域潜熱フラックス推定に向けたNDVI-輝度温度関係の特性解析"水文・水資源学会誌. 13. 44-56 (2000)

Sakiko Matsuda、Akiro Nishida、Nobuto Ote、Midoriko Kosugi、Makoto Tani、Masatoshi Aoki、Shinjiro Nagayoshi、Samaki、Boonyawat、Motomu Toda：“热带季风地区广域潜热通量估算的 NDVI-亮度温度关系特征分析” 《日本水文学水资源学会会刊》13. 44-56 (2000)