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落葉広葉樹林のCO2吸収量、内部（鉛直方向）の遠隔推定が可能に
発表日：2022.12.07
国立環境研究所、北海道大学、岐阜大学および宇宙航空研究開発機構などからなる研究チームは、落葉広葉樹林における林冠下の「太陽光励起クロロフィル蛍光（SIF: Solar-induced chlorophyll fluorescence）」を実測し、詳細な鉛直プロファイルを作成することに成功した（世界初）。気候変動の緩和に向けて、広域（国・地域、生態系単位など）のCO2吸収量を「遠隔推定する技術（リモートセンシング）」の確立が求められている。植生を対象とするリモートセンシングでは、季節的な葉（およびその色素）の量の変化をとらえ、CO2吸収量の変動などを推定する手法が用いられてきた。しかし、葉の変化が少ない常緑樹（林）や、葉の付き方に季節性がある落葉樹（林）への適用が難しいことから、近年では、光合成活動（CO2固定能）そのものを直接観測する手法が模索されている。SIFは植物の総一次生産（GPP: Gross Primary Production）の指標。植物生理学的な研究の進展により、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ことが分かってきた。温室効果ガス観測技術衛星「いぶき(GOSAT)」の観測データ等から算出できることが報告されて以来、世界中でSIF研究が活発化している。本研究は、衛星データに基づくSIF測定値は林冠上端の値であって、限定的な解析にとどまってしまうという課題や、森林の階層構造を念頭に置いて構想されたもの。地上リモートセンシングの代表格である「タワー観測」を用いて、群落内部におけるSIFの時間的・空間的分布を直接とらえ、SIF-CO2吸収量-生態系タイプの関係解明に迫っている。自然林の落葉広葉樹林サイトにおいて、地上高3点（18m、14m、8m）のSIF放出を観測した結果、2020年4月と11月にサイト全体のSIF放出のうち「林床」層の寄与が約半分を占めることが明らかになった。また、同時に測定された群落のCO2濃度・CO2交換量により、林床のSIFが落葉期におけるCO2吸収に応答することを裏付けられた。本成果は、数値モデルによる予測結果の検証はもとより、全球的なGHG監視ネットワークの発展に寄与、ひいてはさまざまな生態系への応用展開が期待できるという。
