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Response of tree roots activity to atmospheric temperature through its trunk in deep winter snowpack

Research Project

Project/Area Number 16K14934
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Forest science
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

TAKAGI Kentaro  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (20322844)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 真  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (60719798)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords二酸化炭素 / 森林土壌 / 北方林 / 厳冬期 / 積雪 / シラカンバ / ササ / 樹幹 / 針広混交林 / トドマツ / アカエゾマツ / ダケカンバ / 森林 / 土壌呼吸
Outline of Final Research Achievements

In order to certify and clarify previously observed dynamic variation of CO2 concentration in the forest soil positively correlated with that in the air temperature during a snow-covered period in a cold winter, we developed multi-channel CO2 concentration profiler and measured the concentration in the soils at three stand types (spruce, fir, and birch) in winter under the ca. 1-2 m deep snowpack in a cool-temperate forest. Similar temporal variation of CO2 concentration was observed in the soil for all of the three stands, but that in birch stand showed the highest sensitivity and correlation coefficient to the air temperature above the deep snow cover. Because the CO2 concentration in a birch tree trunk also showed the same temporal variation in the snow with that in the soil, trees would change the biological activity in response to the air temperature even under < 0 deg. C condition, and the change would affect the root activity in the soil at constant heat and water condition.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

冷温帯林以北の森林では、厳冬期の気温はマイナス数十℃にまで低下し、樹体内の大部分の水は凍っている。木部形成層周辺の柔細胞は厳冬期も生命活動を維持しているが、この活動はあまり能動的ではないと考えられてきた。本研究により、厳冬期の樹木の活動は従来考えられているよりも能動的であり、地下部においても、地上部の環境変化に敏感に反応している可能性が高いことが明らかになった。このような知見はこれまでの研究では報告されていない。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Presentation] 北海道北部厳冬期積雪下の森林土壌内のCO2濃度の挙動2019

    • Author(s)
      高木 健太郎, 小林 真
    • Organizer
      日本農業気象学会2019年全国大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 北海道北部の森林における物質循環長期モニタリング2018

    • Author(s)
      高木 健太郎
    • Organizer
      第25回大気環境学会北海道東北支部総会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 北海道北部厳冬季積雪下の森林土壌内のCO2濃度の挙動2018

    • Author(s)
      高木 健太郎, 小林 真
    • Organizer
      日本農業気象学会北海道支部2018年北海道支部大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 10年間の土壌温暖化操作が北海道北部の植林泥炭地の微生物呼吸量に与えた影響2018

    • Author(s)
      高木健太郎・梁乃申・寺本宗正・孫力飛・RYHTI, M. Kira・AGUILOS, Maricar
    • Organizer
      日本農業気象学会2018年全国大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 異なる施業・攪乱履歴のある三林分における土壌呼吸特性の比較2018

    • Author(s)
      孫力飛・高木健太郎・梁乃申・寺本宗正・平野高司・矢崎友嗣・崔鋭
    • Organizer
      日本農業気象学会2018年全国大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 雪解け時期の早まりが森林の下層植生と成木に及ぼす影響の違い: 大面積操作実験による検証2017

    • Author(s)
      小林真・片山歩美・丸毛絵梨香・Bryanin, Semyon・高木健太郎
    • Organizer
      第64回日本生態学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Increasing soil warming effect on the soil heterotrophic respiration rate during a decadal experiment in a cool-temperate forested peatland in northern Japan2017

    • Author(s)
      Takagi K, Liang N, Ryhti KM, Aguilos M, Teramoto M
    • Organizer
      Joint conference of AsiaFlux Workshop 2017 and the 15th anniversary celebration of ChinaFLUX
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 北海道北部の森林におけるCO2・オゾンフラックスの長期モニタリング2016

    • Author(s)
      高木健太郎
    • Organizer
      第57回大気環境学会年会植物分科会
    • Place of Presentation
      北海道大学工学部(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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