森林の土壌中の炭素の多くは、植物根と植物遺体由来の有機物および腐植の形態で存在し、これらの相互関係や時空間変化といった基本動態の解明は、森林生態系の炭素収支に対する理解を深めるとともに、今後の温暖化の影響を予測する際に非常に重要な意味を持つ。植物根やリター中の炭素のなかで高い割合を占めるリグニンとセルロースは波長1.7μmから2.2μmの間に吸収帯をもっている。本研究では、樹木の根圏における有機物組成の非破壊・画像計測手法を開発するための基礎試験を行った。

ガラス製のポットにハイブリッドポプラを育成し、短波長赤外波長（1.0－2.4μm）におけるハイパースペクトル画像を撮影できるカメラ（Specim N24E）を用いて、発生後1～20週の生きている根と枯死根、土壌中のリターを定期的に撮影した。撮影後の対象物中の有機物組成（リグニン、セルロース、可溶性炭水化物）を計測し、非破壊で得られた分光スペクトルによる組成の推定を試みた。ケモメトリクスによるPLSモデルを作ることで、18～28％の推定誤差（平均に対するRMSE相対値）でそれぞれの成分量が再現できることに成功した。モデルアプローチを画像情報に展開することで、根圏有機物の非破壊推定と時空間変化の可視化が期待される。