「個葉からグローバルまで光合成をリモセンする：

   太陽光誘起クロロフィル蛍光による新しいアプローチ」

 

加藤　知道（北海道大学農学研究院, テニュアトラック助教）

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Abstract 

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森林や草原などの生態系は光合成により、温室効果ガスであるCO2を大気から吸収しており、生態系光合成量を正確に把握することは、将来の地球の気候変化を予測する上で非常に重要である。その広域的な量を押さえるためには、衛星データを利用することが一般的であるが、従来の植生指標（NDVI、EVIなど）は葉の緑色を反映するのみであり、常緑林の冬期や、干ばつなどで一時的にストレスを受けている生態系の光合成量を推定することには向いていない。

　光合成は太陽光を利用するが、利用されなかった光エネルギーの一部は、クロロフィル(葉緑素)蛍光として放出される（太陽光誘起クロロフィル蛍光：Solar-Induced Fluorescence, SIF）。これまで、SIFは、個葉などの小さいスケールでのストレス診断に用いられるのみであったが、最近、生態系レベルの大きなスケールで、光合成速度(総一次生産量: GPP)との相関が大変高いことがわかってきており(Frankenberg et al., 2011 GRL; Zarco-Tejada et al., 2013, AFMなど)、SIFを生態系CO2吸収量の推定に生かすことが非常に期待されている。一方で、地上観測データによる検証は、ほとんど進んでいないため、利用可能性が狭められている。

　そこで私は様々な方の協力の元で、日本の植物季節観測ネットワーク（Phenological Eyes Network: PEN）による分光放射データを利用し、異なる生態系タイプ（水田、草原、落葉広葉林、常緑針葉林、落葉針葉林）において、SIFをFraunhofer Line Depth (FLD)法にて算出し、渦相関法で計算したGPPの再現性について検討した。また本発表では、現在開発中のSIFモデルや、農業への応用を含めた今後の方向性についても示す予定である。