植物は日射を光合成に利用すると同時に，複数種の光受容体によって特定波長の光量子を量子的に吸収して，直接的に遺伝子発現を制御している．そのため，植物の光環境を評価するためには総入射放射量だけでなく，UVから近赤外域までの環境中のハイパースペクトル情報が重要となる．そこで，直達・散乱分光放射計を試作し，日射の方向性別の強度とスペクトル変動特性，すなわち分光日射ダイナミクスの精密測定を実施した．

直達日射と散乱日射では光量子やエネルギー密度のスペクトル分布が大きく異なり，時刻や緯度，気象条件によって変動する一方で，全天日射における光合成有効放射（PAR）の比率は時間や場所による変動は小さく，PAR波長域内のスペクトル分布が大きく変動していた（Akitsu et al. 2015）．赤色/近赤外波長は，日射の方向性に依存せずに，日中の時間帯の判定に利用可能である一方で，青色波長は，他波長との組み合わせで，散乱日射と直達日射の違いを感度良く検出でき，また，斜面方位によって入射スペクトル特性が異なることが示唆された．

光合成においては，葉緑体や葉の色素は日射の特定波長の放射を合理的に吸収・透過させていた．例えばβ-カロチンは，日射の量子/エネルギー比の低い青色域を選択的に遮断し，光量子密度の高い緑～赤色域の放射を選択的に透過するバンドパスフィルターとして効果的に機能していた．また，光化学系複合体や葉の吸収スペクトルは，直達日射の最大エネルギー波長域（450～650 nm）のエネルギー密度（分光放射照度）と反比例していた．光化学系複合体の高次構造は，直達日射のエネルギー密度の高い波長域（緑色域）を避けるように精密に構成されている一方で，葉全体では葉組織構造によって多重散乱・吸収を促進し，効果的にPAR波長全体を利用できることが明らかになった（Kume et al. inpress）．