【研究分野】林学

【研究領域課題番号】14360078 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

個葉光合成 / 階層構造 / ギャップ / 散孔材 / 環孔材 / CO2分布 / クロロフィル / CO2拡散 / 不成績造林地 / 侵入広葉樹 / 光合成・蒸散機能 / 窒素利用効率 / クロロフィル組成 / 窒素負荷量 / バイオマス / 光順化

【研究成果の概要】

冷温帯葉落広葉樹の光合成生産機能を,森林を構成する高木の機能を樹冠レベルで評価するとともに,ギャップ更新稚樹や低木層構成樹種の光合成特性を基礎に考察した。樹冠部の光合成特性は林冠層をやや越えた高さ24mの樹冠観測タワーを用いて測定した。上層木の開葉と共に林床へ到達する光量は減少し,落葉とともに増加した。また,CO_2濃度の垂直変化は,風のない日中に樹冠部位では約320ppmまで低下し,夕方には林床付近で約560ppmに達した。高木層の開葉は雪解けの約1週間後から始まり樹冠基部から先端に向かって進行した。シラカンバやケヤマハンノキなどの散孔材樹種の開葉が早く,ハリギリやヤチダモなどの環孔材では約2週間遅かった。初夏には全ての樹種の樹冠部位での光合成速度は高かったが,真夏には樹冠のやや内部に位置する葉の光合成速度が最高であった。落葉が始まる初秋には先駆種であるシラカンバとケヤマハンノキの光合成速度は高かったが,全体としては樹冠部位での光合成速度に樹種間の差はなかった。樹冠下部の葉では集光機能を代表するクロロフィルb量が多く,また,窒素のクロロフィルへの分配量も多かった。林床では上層木の葉が展開して林冠が閉鎖する前に葉を展開し終える樹種や,上層木が落葉しても葉を保持し降霜まで緑葉を維持する樹種が存在した。林床に生育する稚樹では,光飽和での光合成速度(最大光合成速度)は大きな年変動を示した。この原因として春先の乾燥により厚く小さな葉が形成されることが考えられ,葉内部でのCO_2拡散抵抗が最大光合成速度を律速することが示唆された。窒素は最大光合成速度と高い正の相関を持つことから,非破壊で同一葉の機能を推定できる窒素計測器を導入することによって樹冠全体の光合成生産を非破壊で推定できる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2002 - 2004

【配分額】14,200千円 (直接経費: 14,200千円)

【研究分野】林学

【研究領域課題番号】11460064 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

暖帯林 / 種組成 / 二次林 / 生物多様性 / 遺伝的多様性 / 菌類 / モミ / 土壌動物 / ギャップ / 硬質担子菌 / 階層構造 / 菌根菌 / 木本植物

【研究成果の概要】

暖帯林は、遷移の過程で草本から落葉広葉樹を経て、モミなどの針葉樹を含む常緑広葉樹へと多様な植生変化を呈し、その間にさまざまな生物種の生存を支えており、生物多様性の研究に格好のフィールドである。本研究は、日本の暖帯林における生物相の多様性の実態を、異なる地域に設定された固定プロットを中心に、種多様性および種内の遺伝的多様性の観点から明らかにし、森林の保有する生物の多様性を総合的に把握するとともに、同所的に生息する異種生物間相互の関係を考究することを目指して実施した。
具体的なフィールドとして東京大学大学院農学生命科学研究科附属科学の森教育研究センター千葉演習林及び同樹芸研究所の森林をフィールドとして、森林構成生物のグループとして、樹木、草本植物、昆虫、土壌動物、菌類をとりあげ、それぞれの種多様性の実態を把握した。また、モミについては遺伝的多様性の評価を試みた。
千葉演習林では、暖帯林の針葉樹の代表であるモミについて、モミ林の成立過程について長期プロットを対象に明らかにした。また、その遺伝的多様性維持機構の解明のため交配の実態解明及びアロザイム遺伝子座の探索を行い、個体間距離と種子の有胚率との関係を明らかにした。一方、樹芸研究所では、かつての薪炭林が放棄されたあとの二次林がどのような種多様性を有しているかについて、木本、草本、シダ植物等について、施業の経歴、スダジイ二次林の林分構造などを調査することで明らかにした。さらに、暖帯林の保有する多様性の他の面として菌類相、地表徘徊性甲虫、大型土壌動物などについても存在状況を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【配分額】13,000千円 (直接経費: 13,000千円)