Mätning av skogars fotosyntes och kolupptag med solinducerad klorofyllfluorescens (SIF)
Översikt
Globala mål
- 13. Bekämpa klimatförändringarna
Kort om projektet
Skogars kolupptag är avgörande för klimatet. Projektet undersöker hur ett svagt ljus som växter avger under fotosyntesen (solinducerad klorofyllfluorescens, SIF) kan användas för att mäta kolupptag från satellit och förbättra uppskattningar av hur skogar påverkas av klimatstress.
Fotosyntesen är grunden för skogars kolupptag och spelar en central roll i den globala kolcykeln. Genom fotosyntesen tar träd upp koldioxid från atmosfären och omvandlar solljus till kemisk energi. Att förstå hur effektivt skogar genomför denna process – och hur den påverkas av miljöstress som torka – är avgörande för att kunna bedöma skogarnas roll i klimatsystemet.
Projektet fokuserar på solinducerad klorofyllfluorescens (SIF), en svag ljussignal som uppstår som en biprodukt vid fotosyntesen. Signalen kan registreras med satellit- och flygburen fjärranalys och har visat sig vara nära kopplad till växters fotosyntetiska aktivitet. Genom att analysera SIF på krontäcksnivå undersöker projektet hur väl signalen speglar kolassimilation och bruttoprimärproduktion (GPP), det vill säga den totala mängden kol som tas upp genom fotosyntes.
Särskilt undersöks hur miljöstress påverkar dessa processer. Vid torka eller hög atmosfärisk torrhet reglerar träd sitt kolupptag genom att justera klyvöppningarna (små porer i bladen). När klyvöppningarna stängs för att minska vattenförlust minskar även kolupptaget, vilket i sin tur påverkar den fluorescenssignal som växterna avger. Projektet undersöker hur dessa fysiologiska reaktioner återspeglas i SIF-mätningar över olika tidsskalor och geografiska nivåer.
Forskningen kombinerar satellitobservationer, markbaserade mätningar och skogstillväxtmodellering, inklusive 3-PG-modellen, en etablerad modell för att simulera skogstillväxt och kolflöden, för att förbättra tolkningen av SIF-signaler. Miljöfaktorer som ångtrycksunderskott (VPD, ett mått på luftens torrhet) och markfuktighet analyseras för att förstå hur de påverkar fotosyntesen och den fluorescens som växterna sänder ut.
Ett centralt mål är att utveckla rumsligt detaljerade kartor över skogars kolupptag (bruttoprimärproduktion) i Europa. Dessa kartor kan bidra till bättre övervakning av skogars koldynamik och ge säkrare underlag för bedömningar av ekosystemens funktion i ett förändrat klimat. Projektet omfattar även:
- Utveckling av en svensk karta över vegetationsfluorescens som speglar fotosyntetisk aktivitet på krontäcksnivå.
- Fördjupad analys av de mekanismer som styr kolassimilation under miljöstress och hur detta påverkar SIF-signalen över olika tidsskalor.
- Integrering av 3-PG-modellen för att koppla fotosyntetiska parametrar och miljöfaktorer, såsom ångtrycksunderskott (VPD) och markfuktighet, till variationer i fluorescens.
Forskargrupp
Doktorand: Ameenat Kehinde Adesina
Huvudhandledare: Ruben Valbuena
Biträdande handledare: Langnin Huo
Projektperiod: November 2025 – November 2029
Projektet är en del av forskningsprogrammet WIFORCE – Wallenberg Initiative in Forest Research, finansierat av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse.