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なぜ光合成活動放射量（PAR）を測定するのか？
地球上のあらゆるエネルギーの究極の源は太陽である。ほとんどの生物がこのエネルギーを利用できるのは、CO2とH2Oを炭水化物（貯蔵エネルギー）とO2に変換する光合成を通じてである。光合成は、光合成体の色素が光子のエネルギーを吸収し、光化学反応と化学反応の連鎖が始まることで起こる。このエネルギーと物質の交換はどこで行われるのか？植物の樹冠である。キャノピーで起こる光合成の量は、キャノピーの葉が遮る光合成活性放射（PAR）の量に依存する。
あなたが思っている以上に複雑なのです
光合成の速度は1枚の葉で計算できるかもしれないが、キャノピーでは葉は集団で機能している。個々の葉からキャノピー全体への光合成の外挿は複雑である。キャノピー構造における葉の数の多さとその配置には圧倒される。葉の面積、傾き、向きはすべて、キャノピーで光が取り込まれ利用される度合いに影響する。
キャノピーでは光が劇的に変化する
光はキャノピーを通して空間的にも時間的にも劇的に変化する。平均光量は、葉の表面積が増加するにつれて、キャノピーを通して多かれ少なかれ指数関数的に下方に減少する。キャノピーによっては、葉面積が中央付近で最大になるものもある。したがって、キャノピー構造の分析は、1つの植物から同じ植物の群生、あるいは植物群落へと進むにつれて、植物や生育形態が多様になるため、ますます複雑になっていく。
放射線の吸収とその結果生じる光合成は、葉の向き、太陽の高度、光のスペクトル分布と多重反射、葉の配置に左右される。光と日陰のパターンは複雑で、太陽の位置によって変化する。さらに、葉の季節性により、1年の大半でPARのキャノピー遮蔽率がかなり小さくなることがある。PARはまた、植物の非光合成部分（樹皮、花など）によっても遮られる可能性がある。
葉の配置が光の遮断に影響
葉の表示（角度の向き）は光の遮断に影響する。厳密に垂直または水平に向いた葉は極端なケースだが、様々な角度の葉が存在する。垂直の葉は、太陽が高い角度にあるときは放射線をあまり吸収せず、低い角度にあるときは放射線を多く吸収する。光合成能力が最大になるのは、ほぼ垂直の葉からほぼ水平の葉に変化した下方の葉である。この配置は、効果的な光線透過とより均一な光分布につながる。
Leaf area index (LAI）は、キャノピー内の葉の状態を示す指標で、放射線の遮蔽に最も影響するキャノピーの特性である。LAIは通常1～12の間である。3から4の値は、アルファルファのような水平葉の樹種に典型的で、5から10の値は、イネ科や穀類のような垂直葉の樹種や、トウヒのような葉が非常に塊状になっている植物に見られる。LAIが最も高いのは、通常、葉の世代が重なっている針葉樹林である。これらの森林は、個々の葉が長持ちするため、光合成に有利である。
間接的な方法には問題がある
キャノピーにおける葉の分布のばらつきは、光のばらつきを大きくする。キャノピー内のどの高さでも光を決定するには、PARを多くの場所で測定し、平均化する必要がある。直接測定する方法には、水平ラインセンサーを使用する方法があり、その出力はセンサー長にわたる空間平均となる。適切なセンサーの長さやサンプリングポイントの数は、植物の間隔によって異なります。METERの ACCUPAR LP-80は、プローブ上に80個のフォトダイオードを配列し、平均PARまたはプローブの特定のセグメントに沿ったPARを測定することができます。
キャノピー構造を測定する間接的な方法は、キャノピーの構造と太陽位置がキャノピー内の放射を決定するという事実に依存している。キャノピー内の葉の3次元分布を測定するのは難しいため、光の遮断と樹木の成長に関するモデルでは、キャノピー全体がランダムに分布していると仮定することが多い。
なぜ光合成やPARを測定するのか？
PARを測定する能力は、さまざまな植物が光合成面を表示するために持つ独特の空間的パターンを理解するのに役立つ。PARの効果的な利用は植物の生産に影響するため、キャノピーの構造的多様性に関する知識は植物の生産性に関する研究に役立つ。その結果、研究者はさまざまな植物がPARを遮断し利用する能力に関する情報を利用して、キャノピー構造を改良し、作物の収量を大幅に向上させることができる。
質問は？
当社の科学者は、研究者や生産者が土壌-植物-大気の連続体を測定するのを何十年も支援してきた経験がある。
以下のビデオでキャノピー測定について詳しく学ぶ。スティーブ・ガリティ博士がLeaf Area Index （LAI）について説明します。 トピックには、測定の背景にある理論、直接法と間接法、それらの方法間のばらつき、方法を選択する際に考慮すべきこと、LAIの応用などが含まれる。
全体像を把握する
キャノピーの測定の詳細leaf area index 、キャノピーの測定について必要な情報をすべて入手できます。
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