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中部アフリカ熱帯林における深層土壌の生態学的意義-オキシソルにおける窒素回収機構

Research Project

Project/Area Number 13J06387
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 森林科学
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

柴田 誠  京都大学, 地球環境学堂, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsアフリカ熱帯林 / オキシソル / 窒素動態 / リン動態 / 酸性フォスファターゼ / マメ科樹木 / カメルーン / 土壌溶液
Outline of Annual Research Achievements

これまでの中部アフリカ熱帯林における申請者の研究から、中程度の酸性土壌に成立する熱帯林では、土壌中の下方浸透水を通して硝酸態窒素が大量に下層土壌へ移動している一方、強酸性土壌に成立する熱帯林では既存の知見と同様に表層土壌のルートマットから下層へ窒素が漏れる事無く回収されていることが明らかとなった。
リンの大部分が難溶性として存在する強風化土壌に成立する熱帯林では、一部の有機態リンが植物のリン源として重要であると考えられており、植物は根から酸性フォスファターゼ(ACP)を滲出して有機態リンを利用している。ACPは窒素を大量に必要とする酵素であるため、窒素動態とリン動態が連動しているとすれば、可給態窒素量が多い土壌層位の樹木根におけるACP活性が高い事が予想される。このことから本研究では「中程度酸性土壌の地点ADでは強酸性土壌の地点MVに比べてマメ科植物の優占割合が高く、表層土壌の硝酸態窒素量が高い為にリン獲得に多くの窒素を投資してACP活性を高く維持しており、それが両森林で異なる窒素動態の原因である」という仮説を立て、現場でのみ測定可能な酵素活性を引き続き測定した。
その結果、根1g当たりのACP活性はADのO層が、ADのA層に対して、更にMVの両層に対して有意に高い値を示した。一方、活性値に細根量を乗じて面積当たりに換算すると、O層、A層ともに森林間で違いはなかった。以上よりO層に関しては、MVと比べて窒素資源が豊富にあるADにおいて根重あたりのACP活性が高くなるというように、窒素動態とリン動態が連動している事が推測された。反対に窒素資源の乏しいMVでは根重あたりのACP活性は低いものの、根量が多い事により面積当たりの活性では根量の少ないADとの差が見られなかった。このように、窒素資源量が異なるO層においてリン獲得における戦略が両森林で異なっていた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Effect of vegetation on soil microbial C, N, and P dynamics in a tropical forest and savanna of Central Africa2015

    • Author(s)
      Sugihara S, Shibata M, Mvondo Ze A, Araki S, Funakawa S
    • Journal Title

      Applied Soil Ecology

      Volume: 87 Pages: 91-98

    • DOI

      10.1016/j.apsoil.2014.11.002

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of vegetation on soil C, N, P and other minerals in Oxiso Is at the forest-savanna transition zone of central Africa2014

    • Author(s)
      Sugihara Soh, Shibata Makoto, Mvondo Ze A., Araki Shigeru, Funakawa Shinya
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 60 Issue: 1 Pages: 45-59

    • DOI

      10.1080/00380768.2013.866523

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] カメルーン熱帯林根域における酸性フォスファターゼ活性の断面分布-窒素の吸収層位が異なる熱帯林における地域間比較-2014

    • Author(s)
      柴田誠、杉原創、MvondoZe A、荒木茂、舟川晋也
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      東京農工大学
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 中央アフリカ・森林-サバンナ境界域におけるリン蓄積形態の植生間比較-POM分画法による炭素とリンの量的関係-2014

    • Author(s)
      杉原創、柴田誠、MvondoZe A、荒木茂、舟川晋也
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      東京農工大学
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Soil nitrogen fluxes in the soil profile under topical seasonal forests of Cameroon -a comparison of two forests under different soil pH conditions2014

    • Author(s)
      Shibata M, Sugihara S, Mvondo Ze A, Araki S, Funakawa S
    • Organizer
      20th World Congress of Soil Science
    • Place of Presentation
      韓国済州島
    • Year and Date
      2014-06-09 – 2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Soil nitrogen dynamics in tropical seasonal forests of Cameroon -a comp arison of two forests under different soil conditions-2014

    • Author(s)
      柴田 誠
    • Organizer
      日本生態学会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] カメルーン熱帯林台地土壌における窒素動態とその規定要因の検討2013

    • Author(s)
      柴田 誠
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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