Distribution shift of montane forests and its speed along climate change

• Project/Area Number: 17H03835
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Forest science
• Research Institution: Forest Research and Management Organization (2020-2021); Research Institute for Humanity and Nature (2017-2019)
• Principal Investigator: Nakashizuka Tohru 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究員(移行) (00281105)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 饗庭 正寛 総合地球環境学研究所, 研究部, 特任助教 (80751990) ; 黒川 紘子 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70515733)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000); Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2018: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2017: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 気候変動 / 分布移動速度 / 環境要因 / 景観要因 / 炭素循環 / 炭素収支 / 山地林 / 分布変化 / 移動速度

Outline of Final Research Achievements

Forest canopy dynamics over the past 30 years were elucidated in 17 montane forests in the central to northern part of the Honshu Island in Japan. We measured the changes of canopy area by analyzing the past arial photos and the photos took by drone for this time together. The results showed that the average annual rate of change in the canopy area of conifers was positive in many sites, while the rate of change in the canopy area of deciduous broadleaf trees was positive in some sites and negative in others, over a 30-year period from the 1980s to the 2010s. We also found that the factors affecting the rate of change in tree distribution were different at the upper and lower limits of the distribution.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、日本の冷温帯山地林で、過去30年間での樹木の分布変化速度を推定し、それらを決定する要因を明らかにした。これらの成果は、森林衰退など脆弱性評価、森林に対する気候変化適応策の具体的手法などに関する基礎的知見を提供するのみならず、生態系適応策の社会的意義やその適用時期、優先順位などを現実的に明確にするためにも重要である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Maastricht University(オランダ)
• [Journal Article] Intraspecific variations in leaf traits, productivity and resource use efficiencies in the dominant species of subalpine evergreen coniferous and deciduous broad‐leaved forests along the altitudinal gradient (2021)
  • Author(s): Hikosaka Kouki、Kurokawa Hiroko、Arai Takahisa、Takayanagi Sakino、Tanaka Hiroshi O.、Nagano Soichiro、Nakashizuka Tohru
  • Journal Title: Journal of Ecology Volume: 109 Issue: 4 Pages: 1804-1818
  • DOI: 10.1111/1365-2745.13603
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] When and why trees decrease their resource allocation to apical growth? The importance of reproductive onset. (2019)
  • Author(s): Suzuki, M., Umeki, K., Orman, O., Shibata, M., Tanaka, H., Iida, S., Nakashizuka, M. Masaki, T.
  • Journal Title: Oecologia Volume: 191 Issue: 1 Pages: 39-49
  • DOI: 10.1007/s00442-019-04477-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of the spatial uncertainty of seed dispersal on tree colonization dynamics in a temperate forest (2019)
  • Author(s): Masaki Takashi、Nakashizuka Tohru、Niiyama Kaoru、Tanaka Hiroshi、Iida Shigeo、Bullock James M.、Naoe Shoji
  • Journal Title: Oikos Volume: 128 Issue: 12 Pages: 1816-1828
  • DOI: 10.1111/oik.06236
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 気候変動に伴うモウソウチク・マダケ竹林の潜在生育域拡大の予測 (2018)
  • Author(s): 髙野（竹中） 宏平・日比野研志・小黒芳生・高薮出・中静透
  • Journal Title: JATAFF ジャーナル Volume: 6 Pages: 1-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 日本の植生の豊かさと精油 (2018)
  • Author(s): 中静 透
  • Journal Title: aromatopia Volume: 27 Pages: 6-9
• [Journal Article] 白神山地ブナ林の100 年モニタリング (2018)
  • Author(s): 石橋史朗・谷口哲郎・中静 透・石田 清・蒔田明史・ 赤田辰治・神林友広・齋藤宗勝・松井 淳・神 真波・ 中山隆志・平川久仁夫・石橋育子・日下部玄
  • Journal Title: 自然保護助成基金助成成果報告書 Volume: 27 Pages: 349-357
• [Journal Article] Temporal coexistence mechanisms contribute to the latitudinal gradient in forest diversity (2017)
  • Author(s): Jacob Usinowicz, Chia-hao Chang-Yang, Yu-Yun Chen, James S. Clark, Christine Fletcher, nancy C. Garwood, Zhanqing hao, Jill Johnstone, Yiching Lin, Margaret R. Metz, takashi Masaki, tohru nakashizuka, I-Fang Sun, Renato Valencia, Yunyun Wang, Jess K. Zimmerman, Anthony R. Ives& S. Joseph Wright
  • Journal Title: Nature Volume: 550 Pages: 105-108
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Detecting latitudinal and altitudinal expansion of invasive bamboo Phyllostachys edulis and P. bambusoides (Poaceae) in Japan to project potential habitats under 1.5 C–4.0 C global warming (2017)
  • Author(s): Takano, K.T., Hibino, K., Numata, A., Oguro, M., Aiba, M., Shiogama, H., Takayabu, I. & Nakashizuka, T.
  • Journal Title: Ecology and Evolution Volume: 7 Issue: 23 Pages: 9848-9859
  • DOI: 10.1002/ece3.3471
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 小川試験地における29 樹種の胸高直径－樹高関係 (2017)
  • Author(s): 正木隆, 中静透, 新山馨, 田中浩, 飯田滋生
  • Journal Title: 森林総合研究所研究報告 Volume: 16 Pages: 121-142
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Home-field advantage of decomposition process: its controlling factors and implications to future climate changes (2022)
  • Author(s): KUROKAWA Hiroko(黒川紘子)、OGURO Michio(小黒芳生)、Maya M. Daumal、UEDA U.Miki(上田実希)、TAKAYANAGI Sakino(高柳咲乃)、NAKASIZUKA Tohru(中静透)
  • Organizer: 第69回日本生態学会福岡大会
• [Presentation] ブナ林内における光環境と個体の樹齢に依存した光獲得競争の様式の変化 (2021)
  • Author(s): 山川真広、小野田雄、黒川紘子、小黒芳生、中静透、彦坂幸毅
  • Organizer: 第68回日本生態学会岡山大会
• [Presentation] 気候変動と森林生態系 (2021)
  • Author(s): 中静透
  • Organizer: 一般社団法人コンサベーション・アライアンス・ジャパン総会
  • Invited
• [Presentation] ブナ林内の様々な光環境で生育しているブナ個体のサイズ・樹齢と光獲得・成長の関係 (2020)
  • Author(s): 山川真広、小野田雄、黒川紘子、小黒芳生、中静透、彦坂幸毅
  • Organizer: 日本生態学会東北地区大会
• [Presentation] Ontogenetic variations in functional diversity of a woody species assemblage in a Japanese temperate forest (2020)
  • Author(s): Kurokawa, H., Iida, Y., Naoe,S., Oguro, M. & Nakashizuka, T.
  • Organizer: 第67回日本生態学会大会
• [Presentation] Resource allocation of trees to apical growth maybe reduced after onset of stable reproduction (2020)
  • Author(s): Suzuki, M., Umeki, K., Orman, O., Shibata, M., Tanaka, H., Iida, S. Nakashizuka, T. & Masaki, T.
  • Organizer: 第67回日本生態学会大会
• [Presentation] 産業管理外来種であるモウソウチクとマダケの潜在生育適域は気候変動で拡大する (2020)
  • Author(s): 髙野（竹中）宏平・日比野研志・小黒芳生・高薮出・中静透・尾関雅章・松井哲哉
  • Organizer: 日本雑草学会大会
• [Presentation] ブナ・アカガシにおける分布域周縁部の個体群変化とその要因 (2020)
  • Author(s): 遠山弘法・小山有夢・角谷拓・竹内やよい・中静透
  • Organizer: 第67回日本生態学会大会
• [Presentation] 高層湿原の縮小は融雪速度およびハイマツ侵入と関係しているか？ (2019)
  • Author(s): 河井 勇高, 柴田 嶺, 中静 透
  • Organizer: 第66回日本生態学会大会
• [Presentation] 針葉樹林と落葉樹林優占種の標高傾度に沿った葉形質、生産力、資源利用効率の種内変異 (2019)
  • Author(s): 彦坂 幸毅, 黒川 紘子, 新井 孝尚, 高柳 咲乃, 田中 洋, 永野 聡一郎, 中静 透
  • Organizer: 第66回日本生態学会大会
• [Presentation] ISPRS Technical Commission III WG III/2, 10 Joint Workshop (2019)
  • Author(s): Nakashizuka, T.
  • Organizer: Climate change impacts on terrestrial ecosystems in Japan
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 樹木の機能形質の気温勾配の種内・種間パターン、および分布広さとの関係 (2019)
  • Author(s): 小野田 雄介, 饗庭 正寛, 黒川 紘子, 兵頭不二夫, 市栄智明, 中静 透
  • Organizer: 第130回日本森林学会大会
• [Presentation] 多雪地の森林の成りたち・管理とその恵み (2019)
  • Author(s): 中静 透
  • Organizer: 日本森林学会公開シンポジウム「雪国の森と木を活かす」
  • Invited
• [Presentation] 分布環境辺縁部にあるブナ林に対する気候変動 (2018)
  • Author(s): 小山 有夢, 饗庭 正寛, 小黒 芳生, 中静 透
  • Organizer: 第65回日本生態学会大会, 札幌
• [Presentation] 季節と成長に伴う樹皮形質の変化：冷温帯林と暖温帯林の比較 (2018)
  • Author(s): 松本 洋平, 饗庭 正寛, 黒川 紘子, 中静 透
  • Organizer: 第65回日本生態学会大会, 札幌
• [Book] 人と自然の環境学 (2019)
  • Author(s): 中静 透（分担執筆）
  • Publisher: 東京大学出版会
  • ISBN: 9784130633710
• [Book] リスク学事典 (2019)
  • Author(s): 松田裕之・中静 透（分担執筆）
  • Publisher: 丸善
  • ISBN: 9784621303818
• [Book] 森林の変化と人類 (2018)
  • Author(s): 中静 透・菊澤喜八郎（編・著）
  • Total Pages: 268
  • Publisher: 共立出版
  • ISBN: 9784320058170