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加藤　知道 (カトウ　トモミチ)

農学研究院　連携研究部門　連携推進分野教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(理学), 筑波大学, 2004年03月
  • 農学修士, 鳥取大学, 2001年03月
  • 農学士, 北海道大学, 1999年03月
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 60392958
ORCID IDResearcher ID
  • X-7390-2019
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 森林バイオマス
  • 太陽光誘起クロロフィル蛍光
  • 炭素・窒素・リン循環
  • 気候変動
  • プロセスベースモデル
  • リモートセンシング
  • 作物モデル
  • データ同化
研究分野
  • 環境・農学, 環境動態解析
  • 自然科学一般, 大気水圏科学
  • ライフサイエンス, 森林科学
  • ライフサイエンス, 生態学、環境学
  • 人文・社会, 地理学
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2024年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院農学研究院, 教授
  • 2018年04月 - 2024年03月
    北海道大学, 大学院農学研究院, 准教授
  • 2023年04月 - 2023年07月
    バージニア大学, 環境科学部, 客員研究員
  • 2014年01月 - 2018年03月
    北海道大学, 農学研究院, テニュアトラック助教
  • 2010年11月 - 2013年12月
    フランス国 気候・環境科学研究所(LSCE), ポスドク研究員
  • 2007年04月 - 2010年10月
    海洋研究開発機構, 地球環境フロンティア研究センター, 研究員
  • 2008年10月 - 2010年09月
    Research Associate, QUEST, Department of Earth Sciences, University of Bristol, 日本学術振興会・海外特別研究員
  • 2004年04月 - 2007年03月
    海洋研究開発機構, 地球フロンティア研究システム, ポスドク研究員
学歴
  • 2001年04月 - 2004年03月, 筑波大学, 生物科学研究科, 生物学専攻, 日本国
  • 1999年04月 - 2001年03月, 鳥取大学, 農学研究科, 農林環境科学専攻, 日本国
  • 1995年04月 - 1999年03月, 北海道大学, 農学部, 農業工学科, 日本国
委員歴
  • 2025年04月 - 現在
    Journal of Agricultural Meteorology, 編集委員
  • 2024年12月 - 現在
    国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門 ISS 搭載ライダー実証（MOLI）プロジェクト検討委員
  • 2024年06月 - 現在
    国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 第一宇宙技術部門, 地球観測に関する科学アドバイザリ委員会（ALOS系後継機分科会）評価委員, その他
  • 2022年01月 - 現在
    Ecological Research誌, Handling Editor, 学協会
  • 2021年04月 - 現在
    日本学術会議環境学委員会・地球惑星科学委員会合同FE・WCRP合同分科会iLEAPS小委員会（第25-26期）, 委員, 学協会
  • 2014年05月 - 2025年04月
    JapanFlux, Steering Committee Member, 学協会
  • 2018年06月 - 2024年06月
    Asiaflux, Steering Committee Member, 学協会
  • 2014年01月 - 2023年12月
    Geoscientific Model Development誌 (欧州地球科学連合), Topical Editor, 学協会
  • 2020年04月 - 2021年03月
    日本地球惑星科学連合, 学協会委員（日本農業気象学会担当）, 学協会
  • 2018年04月 - 2020年03月
    日本農業気象学会, 若手研究者の会, 学協会
  • 2016年04月 - 2019年03月
    日本生態学会, ポスター部会, 学協会
  • 2010年04月 - 2012年03月
    日本生態学会関東地区会, 会計・編集幹事, 学協会

研究活動情報

■ 受賞
  • 2017年02月, コニカミノルタ科学技術振興財団, コニカミノルタ画像科学奨励賞
    加藤 知道
  • 2005年09月, 農業環境工学関連7学会2005年度合同大会, ベストポスター賞
    加藤 知道
■ 論文
■ その他活動・業績
■ 書籍等出版物
  • 奇妙で不思議な樹木の世界
    加藤 知道
    ジェン・グリーン, 創元社, 2024年08月20日, 4422430548, 80, ［単訳］
  • アグリバイオ 2022年2月号 農業気象学研究の最前線
    加藤知道, 地球環境保全に向けた農業気象学の展開
    北隆館, 2022年02月, ［分担執筆］
  • 農業気象学入門
    加藤, 知道, 第8章, 気象データと気象観測
    文永堂出版, 2021年01月29日, 4830041412, 320, 日本語, ［分担執筆］
  • 生態系生態学(第2版)
    加藤 知道; Matson, P. A. (Pamela A.); Vitousek, Peter Morrison; 加藤, 知道
    森北出版, 2018年08月01日, 4627261225, 608, 日本語
  • 植物と微気象(第3版):植物生理生態学への定量的なアプローチ
    加藤, 知道, 第12章 生理学と作物収量の改善
    ハムリン・ゴードン ジョーンズ, 森北出版, 2017年03月02日, 4627261136, 486, 日本語, ［共訳］
  • Frontiers of Agricultural Science
    加藤 知道, Chapter 1.2. Carbon cycle
    Hokkaido University, 2015年, ［共著］
  • 地球環境変動の生態学 (シリーズ 現代の生態学 2)
    加藤, 知道, 第一章, 地球環境変動と陸域生態系；第二章, 陸域生態系研究における現地観測
    共立出版, 2014年02月25日, 4320057414, 278, 日本語, ［共著］
■ 主な担当授業
  • ワンダーフォーゲル実習Ⅵ, 2024年, 博士後期課程, 国際食資源学院
  • 食資源環境論, 2024年, 修士課程, 国際食資源学院
  • 食資源環境特論演習, 2024年, 修士課程, 国際食資源学院
  • 食資源環境特論, 2024年, 修士課程, 国際食資源学院
  • 測量学実習, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 測量学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 環境計測学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
■ 所属学協会
  • American Geophysical Union
  • 日本地球惑星科学連合
  • 日本農業気象学会
  • 日本生態学会
  • 日本気象学会
■ Works（作品等）
  • 中国青海省のチベット高原にて炭素循環の調査
    2001年08月
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • GOSAT-GWの太陽光誘起クロロフィル蛍光プロダクトを利用した陸域生態系炭素循環の高精度推定
    環境研究総合推進費
    2026年04月 - 2029年03月
    加藤知道、小林秀樹、斎藤誠、小杉緑子、斎藤琢、松本一穂
    独立行政法人環境再生保全機構, 環境問題対応型研究, 研究代表者, JPMEERF20262M01
  • 太陽光誘起クロロフィル蛍光によるブルーカーボン貯留速度の推定
    環境助成研究
    2025年11月 - 2028年10月
    加藤知道; 両角友喜; 岩田拓記
    鉄鋼環境基金, 研究代表者
  • 近世における我が国の森林バイオマ ス・炭素収支の文献・モデル融合による定量的復元
    2026年10月 - 2027年09月
    加藤知道
    三菱財団, 人文科学研究助成, 研究代表者
  • ブルーカーボン貯留速度推定のための太陽光誘起クロロフィル蛍光測定装置の開発
    技術研究助成
    2026年01月 - 2026年12月
    加藤知道; 両角友喜; 岩田拓記
    JFE21世紀財団, 地球環境・地球温暖化防止技術研究, 研究代表者
  • 熱帯林における太陽光誘起クロロフィル蛍光による光合成量の観測とモデル化
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2022年04月01日 - 2026年03月31日
    加藤 知道; 宮内 達也; 彦坂 幸毅; 小林 秀樹; 中路 達郎; 野田 響; 冨松 元; 小杉 緑子
    マレーシア国ヌグリ・スンビランのパソ保護林の低地フタバカキ林において、9月に太陽光誘起クロロフィル蛍光観測のための高分解能分光放射計QEproおよび中分解能分光放射計FLAME-S、光ファイバーケーブル、全天候型ガラスドーム、ファイバースプリッター、電磁シャッター等の機器を、樹幹上52m（上向きコサインコレクタ有効FOV144°・下向きコサインコレクタ有効FOV144°・北向き斜め下45度FOV25°）と林床上14m（上向きコサインコレクタ有効FOV144°・下向きコサインコレクタ有効FOV144°）の位置に設置した。コロナ禍以降初めてのパソ保護林訪問であり、渦相関法フラックス観測装置や、中解像度分光放射計MS-700のメンテナンスも行った。観測開始後に定期的な落雷や停電によって、パソコンがフリーズや帯電することで度々観測が滞った。9月-3月までの間で、総計で数ヶ月におよぶ観測は成功したが、2月ごろの停電は商用電源の切断によるものであり、太陽光誘起クロロフィル蛍光の観測はそこからストップした。一方で渦相関方測定装置は、太陽電池パネルによる電源供給を行なっているものであり、それらは計測されている様子であった。また陸域生態系物質循環モデルVISIT-SIFと、森林3次元放射伝達モデルFLiES-SIFに関しては、モデルコード整備を行なった。さらにテストとして日本国内の森林生態系において、すでに観測された地上SIFおよび渦相関法GPPを利用したモデル実験の準備を行なった。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 22H00554
  • 統合生物圏科学の構築にかかる支援活動
    科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
    2021年09月10日 - 2026年03月31日
    伊藤 昭彦; 彦坂 幸毅; 小林 秀樹; 村岡 裕由; 近藤 倫生; 安立 美奈子; 熊谷 朝臣; 平舘 俊太郎; 加藤 知道; 植山 雅仁; 日浦 勉; 小野田 雄介
    2022年度はコロナ禍が一定の収束を見せたため、人数を限定したうえで、９月５、６日に東京大学弥生キャンパスで対面ありでの全体会合を開催した。計画班の主要メンバーを中心とした参加者であったが、オンラインも活用することで領域全体での成果共有や意見交換を効率的に実施することができた。総括班はプログラム編成や会場準備などで主体的な役割を果たした。領域内での各班の実施内容を共有するため、隔週ペースでオンラインセミナーを実施した。第２、第４火曜日の16時から２名による発表と質疑を行うことで、若手研究者には成果発表を行う機会となった。また、特定のトピックを取り上げたディスカッションの回を設けることで、領域内での自由活発な議論を促すことができた。例えばゲノムから生物圏までのスケールをどうつなげるかは、統合生物圏科学を標榜する本研究領域の本質に関わる議論を行うことができた。ニュースレターを作成し、各班の活動や成果についてとりまとめ、領域ホームページから配布することで成果普及に努めた。Slackを活用した情報交換やファイル共有を進めた。B02班により、東京湾における観測キャンペーンを実施し、総括班予算から実施支援を行った。７月より参加した公募研究班の活動を支援するため、セミナーでの研究計画紹介などを行っていただき、その後の計画研究との共同研究を促進した。長期生態系研究などの国際活動に参加するメンバーからもセミナー等で情報提供を行ってもらい、本研究領域の成果を国際的な場へアピールするための方策を議論した。
    日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 国立研究開発法人国立環境研究所, 21H05312
  • 地球システムモデルによる生態系環境適応が気候へ与えるフィードバックの解明
    科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
    2021年09月10日 - 2026年03月31日
    加藤 知道; 立入 郁; 羽島 知洋; 相田 真希
    陸域生態系モデルは、令和5年度までに単体VISITにテスト導入した光合成の温度とCO2に対する順化式（温度: Kumarathunge et al., 2019, CO2: Poorter et al., 2021）をMIROC-ES2L内のVISITeに移植した。その際に、Monsi & Saekiによる群落光合成式を、Farquhar von Caemer Ballの生化学モデルに変更し、光合成速度の時空間分布が変更前からそれほど変わらないことを確認した。そして炭素収支を平衡させるためのスピンアップ実験を数百年間に渡って行った。リン循環については、令和5年度までに単体VISITに導入した式を、MIROC-ES2L内VISITeに移植をし、リン酸循環が安定して計算されるかを計算ステップごとに確認するとともに、窒素およびリンが光合成にどのように影響を与えるかについて、既往の研究から検討した。
    海洋生態系モデル開発では、動植物プランクトン各1変数のFlexPFTのチューニングを完了し、全炭酸やアルカリ度といった炭素循環プロセスを結合した。海洋のBGCスーパーサイト：K2、HOT、BATSで得られた基礎生産、クロロフィル量等と比較解析し、従来のモデルに比べ再現性が飛躍的に向上したことが確認された。
    全体としては地球システムモデルの改良および実験に関し、北大農学部にて開催のC02班会議に参加、議論を行った。C02班の研究開発のため、博士学生を海洋研究開発機構に招致し、地球シミュレータ上での地球システムモデル実行方法の習熟補助を行った。
    日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 北海道大学, 21H05319
  • 陸域炭素収支算定に関する高精度バイオマスマップ等の整備手法の開発と検証に係る支援作業（カーボンニュートラルの実現に向けた森林バイオマス推定手法の確立と戦略的実装, 代表: JAXA落合治）
    宇宙航空科学技術推進委託費
    2023年10月 - 2026年03月
    加藤知道
    文部科学省, 宇宙開発利用加速化戦略プログラム, 研究分担者, JX-PSPC-561943
  • アジアの歴史的な気候変動がコメ収量に与えた影響の水稲生育モデルによる定量
    科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    2022年06月 - 2025年03月
    加藤 知道, 増冨 祐司
    アジアの作物統計資料を収集したのちに、コメ収量のデジタル化・異常値の排除を行い、それらと気候モード指標（NiNO3, PDO, IOD等）との比較を一部行った。また気候データ（平均気温、最高・最低気温、降水量、雲量等）は、イーストアングリア大学CRU再解析データのものを利用し、対象国の地方・州・県などの行政区分に、HYDE3.2土地利用データから得られた水田分布を重み付けした任意の地域平均データを作成した。
    国ごとにデータの欠測期間と、行政区分の変遷が異なるために、作物統計データの質・量が高い韓国、タイ等からスタートして、上記気候モードや気象データとの相関係数や、収量増加の停滞現象の把握を行なった。その結果、これまで行なってきた日本のように、2000年以降での停滞や気候モードとの関係が明瞭には出ていないことがわかった。
    またモデルによるデータ同化実験のための地域ごとの入力気象データをNOAA-CIRES-DOE 20CRv3(米国海洋大気庁20世紀再解析モデル)から上記CRUと同様に、国ごとの行政区分による水田作付け分布データで重み付けし作成した。コメの農事暦データ（1期作・2期作・3期作および移植日・出穂日・収穫日）を、RiceAtlas等から収集した。データ同化によるパラメータ最適化は、面的にするよりも、行政区分ごとに気象データを作って、それによる地域平均的なパラメータ変遷を遡ることにした。さらに歴史的に度重なる凶作がおこっていたことがわかっているインド地域に対して、MATCRO-Riceでの面的な収量計算の準備を行なった。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 22K18497
  • シベリア森林火災が炭素循環・植生分布・エアロゾル放出に与える影響のモデル推定
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2020年04月01日 - 2023年03月31日
    DELBART Nicolas; 小林 秀樹; 加藤 知道; 酒井 佑槙
    SEIB-DGVMによるシベリア全域（北緯50-70度、東経60-150度）の現在気候データによるテストランを行なった。入力にはCRUおよびNCEP/NCAR気候データを利用し、炭素蓄積量を平衡させるためのスピンアップ（１０００年間：1901-1930年の気候データを繰り返し与える）行い、モデルが現在（1990-2017）において正常に稼働することを確認した。また、火災モジュールを作るための各種衛星データ等（土壌水分（SMOS, 9km x 9km, 3時間ステップ, NASA）、落雷（OTD, 0.5o x 0.5o, 年平均, NASA）、気候（CRU TS 4.01, 0.5o x 0.5o, 月ステップ）、人口分布（GPW, 0.25o x 0.25o, NASA）)も入手し、0.5o x 0.5o, 月ステップのグリッド化されたフォーマットに統一加工した。消失バイオマスあたりに放出されるエアロゾル量については、火災エアロゾル放出係数（Akagi et al., 2011, ACPなど）をもとに、SEIB-DGVMの火災モジュールに追加する形でプログラムを変更している。
    火災発生の推定精度が森林生態系の炭素収支に与える影響をあらかじめ把握するために、火災発生確率を１倍、１０倍、５０倍に変化させて、濃度経路シナリオ（RCP）2.6および8.5による将来気候データを利用しシミュレーションを行なったところ、確率が増加するにしたがって、現在と比べて将来（2071-2100年）に総一次生産、純一次生産、および森林バイオマス量が著しく低下することがわかった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究分担者, 20H04317
  • 対流圏オゾンがコムギ生産量に与える影響のプロセスモデルによる将来予測
    倉田奨励金
    2022年04月 - 2023年03月
    加藤知道, 増冨 祐司
    日立財団, 研究代表者
  • 若齢森林の太陽光誘起クロロフィル蛍光を用いた光合成量の実時間推定法
    研究開発助成金
    2022年04月 - 2023年03月
    加藤知道, 高木健太郎
    島津科学技術振興財団, 研究代表者
  • 人工衛星データを利用した我が国の森林炭素蓄積量を推定するための機械学習モデル開発
    研究調査助成
    2021年04月 - 2023年03月
    加藤 知道
    公益財団法人電気通信普及財団, 研究代表者
  • 炭素飢餓がグローバルな森林CO2吸収量に与える影響の定量化
    環境問題研究助成
    2021年10月 - 2022年09月
    加藤知道
    日本生命財団, 研究代表者
  • 近世における気候変動がコメ収量に及ぼした影響の定量的解明
    科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    2019年06月28日 - 2022年03月31日
    加藤 知道; 増冨 祐司
    昨年度デジタル化した稲刈帳からの玄米重量を解析したところ、収量の長期トレンドは、ほとんどの場所にて上昇を示していた。一方で、微小変化成分は特に天保の大飢饉とされる期間(1832-1839年)において、東日本の地点では大きく負の値を取っていた。さらに、古くにデータが存在している山形・山梨では天明の大飢饉があったとされる期間（1783-1786年）においても、収量が大きく低下する年が見られた。しかし、主に西日本で被害があったとされる享保年間には、山形のデータしか残っていなかったために、明瞭は収量の低下は見られなかった。
    復元気候データ（樹木年輪より復元した夏季気温データとエルニーニョ・南方振動指数）との水稲収量の変動成分は、すべての地点で相関を示さなかった（相関係数が全ての地点と復元気候データの間で0.01以下）。これは水稲収量が地形などによる微気象変動から影響を受けているが、対比に利用した年輪解析の気候データは、多数の観測データを平均しているために、微気象を反映できていないことから来ていると思われる。また、エルニーニョ・南方振動指数は、北米の年輪データを元にしていることや、エルニーニョ現象よりもPDOなどのより日本付近の気候モードに支配されていることを示唆している。
    水稲生育モデルMATCRO-Riceを利用するための、入力気候データを米国大気海洋局２０世紀再解析データ（NOAA-CIRES-20CRV3, T254, 512x256グリッド, 3時間ステップ, 1806-2015年）より準備を進めた。空間解像度を0.5°x0.5°(720x360グリッド)に、時間ステップを1日に変更した。長期ランの実行時間を削減するために、モデルの動作時間ステップをオリジナルの３時間から１日へプログラム改変している。またオリジナルモデルによって、茨城県を対象にしたテストランを行なった。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 19K21659
  • フィールド科学の明日を切り開く先端・応用予測研究
    創成特定研究事業
    2020年10月 - 2022年03月
    見延庄士郎, 稲津 將, 佐々木 克徳, 加藤 知道, 上野 洋路, 小山 聡
    北海道大学 創成研究機構, 研究分担者
  • GOSAT-2による太陽光誘起クロロフィル蛍光を利用した生態系光合成量推定の高精度化
    環境研究総合推進費・低炭素領域・環境問題対応研究
    2019年04月 - 2022年03月
    加藤 知道, 彦坂 幸毅, 小林 秀樹, 中路 達郎, 小杉 緑子, 松本 一穂
    環境省, 研究代表者, 競争的資金
  • アジアにおける歴史的統計資料を利用した気候変動が水稲生産力に及ぼした影響の解明
    研究助成（人文科学）
    2020年12月 - 2021年11月
    加藤 知道
    村田学術財団, 研究代表者
  • 太陽光誘起クロロフィル蛍光による光合成量評価能力の統合解析
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2018年04月01日 - 2021年03月31日
    加藤 知道; 彦坂 幸毅; 小林 秀樹; 市井 和仁; 野田 響
    陸域生態系の光合成量の把握は、CO2吸収による気候変動緩和効果の見積もりのために非常に重要である。新しい植生リモートセンシング指標である太陽光誘起クロロフィル蛍光（SIF）は広域・リアルタイムな生態系光合成量の推定に非常に役立つと期待されており、SIFの利用可能性を向上させるため、個葉-生態系スケールの観測と3次元放射伝達モデルの開発・検証を行った。その結果、SIFの光等の環境要因による挙動を明らかにし、さらにそれらを元にした生態系光合成量の推定について、高低解像度システムの協働による新しいアプローチの提案と、それらを再現する3次元放射伝達モデルの開発に成功した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18H03350
  • グローバルな太陽光誘起クロロフィル蛍光の地上観測・モデル・衛星の相互比較
    科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
    2019年04月 - 2021年
    加藤 知道
    高波長分解能分光放射計によるSIF地上観測のための機器設置・管理・データ処理のプロトコルを確率した。また複数のサイトにおいて、地上観測SIFと渦相関法から得られた総一次生産(GPP)との関係を調べた。水田・湿地サイトでは、赤領域SIF（O2Bバンド）・近赤外領域SIF（O2Aバンド）が共にGPPとの間で強い線形の相関を示した。また落葉広葉林サイトでは、林内の複数高度における上下方向のSIFの推定を行い、GPPとの間で正の相関があることがわかり、SIFによるGPPの再現可能性が高いことがわかった。亜熱帯サイトにおいては2020年度に１シーズン分のSIFを安定して観測することができ、現在は渦相関法GPPとの比較を進めている。さらに複数サイトの2019-2020年における地上観測SIFによる衛星観測SIFの検証と、SIF-GPP関係について、サイト間比較を進めている。中分解能分光放射計データに新たに開発したaFLD法を利用し、落葉広葉樹林サイトの11年間の長期SIFデータを推定した（Nakashima et al., 2021, 修正中）。開発が終了し投稿したFLiES-SIFのモデル記述論文については、2020年度に査読者の指摘をもとに既存モデルとの比較などの追加実験を実施し論文成果として公表することができた。三次元森林放射伝達モデルFLiES-SIFを利用し、札幌市のコムギ畑において観測されたSIFの日中低下が、条立て方位によって発生することを明らかにした。
    日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A)), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18KK0317
  • 稲刈帳による近世のコメ収量復元およびその気候変動との関係の解明
    人文科学研究助成
    2019年10月 - 2020年09月
    加藤 知道
    三菱財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 野外におけるコムギ光合成活性の遠隔推定手法の開発
    ロバスト農林水産工学研究プログラム
    2019年05月 - 2020年03月
    加藤 知道
    北海道大学, 研究代表者, 競争的資金
  • 太陽光誘発クロロフィル蛍光による湿地生態系のCO2吸収量の解明
    環境研究助成
    2018年10月 - 2019年10月
    加藤 知道; 平野 高司; 植山 雅仁
    住友財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 衛星観測と放射伝達モデルによる全球植生の光合成活性指標の時空間分布特性の理解
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2016年04月01日 - 2019年03月31日
    小林 秀樹; 近藤 雅征; 市井 和仁; 加藤 知道; 野田 響; 楊 偉; 林 真智
    陸域植生の光合成は陸域生物圏の炭素循環の最も大きなフラックスであるが全球の光合成量推定値にはなお大きな不確実性がある。近年、地球観測衛星で得られる光合成活性指標としてクロロフィル蛍光（Sun Induced Fluorescence, SIF）が注目され、生態系モデルによる全球光合成量推定値の検証・制約データとして利用されつつある。本研究では衛星観測によるSIFデータから光合成活性指標を推定するために必要となる高精度なSIF放射のシミュレーションモデルを開発し、開発したモデルを日本やアラスカの森林での観測データと比較して性能を評価した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究分担者, 16H02948
  • コムギ光合成活性のリアルタイム野外計測システムの開発
    2018年07月 - 2019年03月
    加藤 知道
    エリザベス・アーノルド富士財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 太陽光誘発クロロフィル蛍光による生態系光合成量推定のための包括的モデルの構築
    環境研究総合推進費・脱温暖化社会部会・革新型研究開発領域
    2016年06月 - 2019年03月
    加藤 知道, 小林 秀樹
    環境省, 研究代表者, 競争的資金
  • 森林によるCO2吸収量計測のためのクロロフィル蛍光センサーの開発
    2018年01月 - 2018年12月
    加藤 知道
    JFE21世紀財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 過去１１０年間の気候変動が我が国の水稲収量に及ぼした影響の検証
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2015年07月10日 - 2018年03月31日
    加藤 知道; 齋藤 陽子; 増冨 祐司; 増冨 祐司
    人口急増とともに食料増産の要求が年々高まっている。一方で、将来の気候変動は農業生産に大きな影響を与えると予測される(IPCC, 2014)。その影響を調べることは我が国の食料確保だけでなく安全保障の上でも非常に重要である。そこで過去約110年間（1901-2012）の県別の水稲についての農業統計資料、農業試験場の栽培試験結果、作物収量モデルシミュレーション、再解析気候データを組み合わせ、気候変動が水稲収量に及ぼした影響の統合的な解析を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 15KT0113
  • 太陽光誘発クロロフィル蛍光による森林生態系内光合成量の時空間分布観測
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2015年04月01日 - 2018年03月31日
    加藤 知道
    森林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、その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(2%まで)は、クロロフィル蛍光として放出される。本研究では、光合成の直接的な指標であり、非接触で測定可能な太陽光誘発クロロフィル蛍光(SIF)を新たに活用し、岐阜県高山市の落葉広葉樹林の光合成量の空間分布を明らかにすることを目的とし、既存分光放射データによる鉛直方向の分割観測と、新規の高精度分光放射計による鉛直分布観測を行った。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 15K12182
  • 森林生態系の炭素代謝プロセス動態の時空間的変動機構の統合的解明と温暖化影響予測
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2014年04月01日 - 2018年03月31日
    村岡 裕由; 村山 昌平; 中路 達郎; 斎藤 琢; 野田 響; 永井 信; 魯 南賑; 栗林 正俊; 伊藤 昭彦; 加藤 知道
    森林生態系の炭素循環や炭素固定機能を決める生態系呼吸の動態メカニズムと林冠光合成の関係を，生態系生理学的手法と大気化学的手法，モデル解析によって解明し，森林生態系機能の変動予測研究を進めることを目的とした。冷温帯地域の落葉広葉樹林や常緑針葉樹林では，温暖化が光合成量と生態系呼吸量の季節性や収支に顕著な影響を及ぼすことが，個葉光合成能の現地観測，樹木と土壌の温暖化実験，複数のモデルシミュレーションによって解明された。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 岐阜大学, 26241005
  • 持続的農業につながる作物光合成活性のリアルタイムモニタリングカメラの開発
    助成事業
    2017年04月 - 2018年03月
    加藤 知道
    ヤンマー資源循環支援機構, 研究代表者, 競争的資金
  • 光合成機能の野外における面的リアルタイム把握のためのSIF計測カメラの開発
    画像科学奨励賞
    2017年04月 - 2018年03月
    加藤 知道
    コニカミノルタ科学技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 生態系の生育状況を面的に測る光合成カメラの開発
    基礎試験研究・調査に対する助成
    2016年04月 - 2017年03月
    加藤 知道
    八洲環境技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 野外における生態系光合成量推定のためのクロロフィル蛍光センサーの開発
    個人研究
    2015年09月 - 2017年03月
    加藤 知道
    栗林育英学術財団, 研究代表者, 競争的資金
  • モデル-データ相互比較実験を通したアジア域の陸域炭素収支推定の不確実性低減
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2013年04月01日 - 2016年03月31日
    市井 和仁; 小林 秀樹; 佐藤 永; 加藤 知道; 植山 雅仁; 佐々井 崇博; 近藤 雅征; 渡邊 明; 伊藤 昭彦; 三枝 信子; 平野 高司
    AsiaFluxに代表される地上観測データと様々な衛星データと複数の陸域生態系モデルを用いて、モデル・データ相互比較実験を行うことで、アジア域における陸域炭素収支の変動を定量化し、その変動要因を解析した。まず、AsiaFluxデータ等のデータと衛星データを利用した経験モデルを構築し、アジア域のCO2フラックスを2000-2015年の期間で推定した。更に共通の実験設定下で複数の陸域炭素循環モデルを動作させ、様々なデータと比較した。シベリア域では経験モデルとのCO2収支推定結果と一貫性が高いことを示した。一方で、熱帯域についてはモデル間の違いや経験モデルとの違いが大きく、今後の課題として残された。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 25281003
  • 我が国の作物生産性の歴史に学ぶ気候変動に対する適応策
    若手研究者異分野連携型萌芽研究支援（Fusion-H）
    2015年09月 - 2016年03月
    加藤 知道
    北海道大学, 研究代表者, 競争的資金
  • 太陽光誘発クロロフィル蛍光の画像解析による森林光合成量評価
    地球環境科学部門
    2015年04月 - 2016年03月
    加藤 知道
    アサヒグループ学術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 動的全球植生モデルとデータ同化による気候変化と陸域生態系応答の解明
    海外特別研究員（生物学・基礎生物学・「生態・環境」）
    2008年10月 - 2010年09月
    加藤 知道
    日本学術振興会, 研究代表者, 競争的資金
  • 温暖化が大気-陸域間の生物地球化学的相互作用に与える影響に関するモデル解析
    科研費（基盤B）
    2007年04月 - 2010年03月
    伊藤昭彦
    日本学術振興会, 競争的資金
  • 大気ー陸域間の生物地球化学的相互作用を扱うモデルの拡張と温暖化影響評価への適用
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2007年 - 2010年
    伊藤 昭彦; 安立 美奈子; 稲冨 素子; 加藤 知道
    大気-陸域生態系間で行われる微量ガス交換を介した生物地球化学的相互作用総合的に扱えるよう、陸域生態系モデルVISITの高度化を進展させ、地球環境変動に関する研究に応用した。陸域起源の温室効果ガスのフラックスの空間分布とその時間的変動要因に関するモデル解析を行った。植物からの揮発性有機物質発生、メタン放出・酸化、バイオマス燃焼といった微量ガスフラックスを多数取り込んだモデルを構築し、陸域炭素収支の統合的な評価を行った。フラックス観測が実施されているいくつかのサイトで観測データと比較した検証を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 独立行政法人国立環境研究所, 19310017
  • 雲量とエアロゾルが陸域炭素循環および大気CO2の安定同位体組成に与える影響
    科研費（基盤B）
    2006年04月 - 2009年03月
    デニス・ダイ
    日本学術振興会, 競争的資金
  • 東アジアの生物資源モデルの構築と社会システムへの応用
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2007年04月 - 2009年
    和田 英太郎; 鈴木 力英; 石井 励一郎; 笹岡 晃征; DENNLS Dye; 小林 秀樹; 加藤 知道; 稲冨 素子; 小林 秀樹; 加藤 知道
    グローバルスケールのVISITモデルの結果と人口データを用いて、単位人口あたり利用可能な一次生産量を1995年から2015年の期間について5年間隔で計算しマップ化を行った。次に、国別に集計・解析し、東アジアにおける人間活動が物質循環に与える影響の評価を行った。この研究は野外観測、安定同位体精密測定法、衛星画像処理、陸域生態系モデルの高度化を協働することによって得られた。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 独立行政法人海洋研究開発機構, 競争的資金, 19201006
  • 東アジアにおける陸域生態系炭素循環シミュレーションモデルのデータ同化手法の開発
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2007年04月 - 2008年09月
    加藤 知道
    東アジアの炭素循環を陸域生態系モデルによってより現実に近く再現するため、パラメータ調整の際に観測データを取り込むデータ同化手法を利用し、実際に1979-2003年の陸域炭素循環を推定した。得られた炭素フラックスは、妥当な分布を示し、さらに、CO_2上昇による施肥効果を考慮した場合、しなかった場合よりも、誤差が小さく、データ同化によって、東アジア地域で、モデルの推定精度が向上する可能性が示唆された。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 独立行政法人海洋研究開発機構, 研究代表者, 競争的資金, 19710023
  • 雲とエアロゾルによる放射変動が陸域生態系の炭素収支と同位体効果に与える影響の解析
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2006年 - 2008年
    DYE Dennis; 小林 秀樹; 加藤 知道; 伊藤 昭彦
    アジア各地で直達・散乱成分別の光合成有効放射の長期観測を実施し,雲やエアロゾルの変動が光合成有効放射の直達・散乱成分比に与える影響を詳細に解析すると共に,散乱成分が大きい条件下で,光合成量が増加するメカニズムを三次元放射伝達モデル+光合成モデルによる解析で詳細に明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 独立行政法人海洋研究開発機構, 18310018
■ 産業財産権
  • クロロフィル蛍光測定装置
    特許権, 加藤 知道, 国立大学法人北海道大学
    特願2017-536761, 2016年08月15日
    特開WO2017-033792, 2017年03月02日
    特許第6725154号, 2020年06月29日
■ 学術・社会貢献活動／その他
メディア報道
  • 堅果（どんぐり）生産に関する解説
    2026年03月20日
    本人
    札幌テレビ
    どさんこワイド
    ［テレビ・ラジオ番組］
  • マツ科球果の説明に関する監修
    2025年11月26日
    本人
    TBS
    巷のウワサ大検証！それって実際どうなの会
    ［テレビ・ラジオ番組］
  • 森林炭素量を精密把握
    2024年10月
    日本経済新聞社
    日本経済新聞
    ［新聞・雑誌］
  • 森林炭素量の全国地図、10メートル四方で把握 北大
    2024年10月
    日本経済新聞社
    日本経済新聞電子版
    ［インターネットメディア］