２０１５年口永良部島噴火後の植生遷移を規定する地下部生態系の役割の解明
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19H03003
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
早坂 大亮 近畿大学, 農学部, 准教授 (20583420)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川西 基博 鹿児島大学, 法文教育学域教育学系, 准教授 (50551082)
奈良 一秀 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (60270899)
澤畠 拓夫 近畿大学, 農学部, 准教授 (80709006)
橋本 洸哉 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 特別研究員 (90832436)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 火山噴火 / 島嶼生態系 / 生物間相互作用 / 生態遷移 / 撹乱生態学 / 火山攪乱 / 攪乱生態学 / 島嶼 / 火山撹乱 / 菌根菌 / クロマツ / 節足動物 / 植生遷移 |
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| Outline of Research at the Start |
鹿児島県口永良部島で2015年に発生した噴火による火砕流跡地では、直後から一次遷移の一般的な先駆植物とされる地衣類や草本類ではなく、クロマツを主体とした「樹木」が広域に侵入していた。これは一次遷移の一般理論では説明できない現象である。申請者らはこの謎の鍵が「地上と地下の生物群、特に菌根菌を介した生態ネットワークの強さ・つながり」にあると考えた。そこで本研究では、1）噴火跡地に成立しつつある植生、2）風及び動物により散布・運搬される種子、3）実生の根の生育を促進し定着を支える菌根菌の3つのアプローチから、火山噴火後の生態系再構築の決定メカニズムを解明し、「植生遷移区分の規定要因の再定義」に迫る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、2015年に鹿児島県口永良部島で発生した噴火直後の特異な現象、すなわち一次遷移の一般的な先駆植物に先立ってクロマツを主体とした「樹木」が広域に侵入したメカニズムを解明するにあたり、地上部-地下部の関係性から議論することを目指すものである。研究1年目は、撹乱直後における植生（植物種子を含む）、菌根菌および種子・菌根菌散布者（主に節足動物）を把握する上での地点の選定ならびに調査を実施した。各項目の成果は以下の通りである。
1）植生（植物種子を含む）調査および地形測量：向江浜地区（噴火影響範囲）において、火山泥流跡地の地形測量を行い、微地形と植物の定着状況を把握した。火砕流の被害を受けた森林と被害のなかった地域の森林において植生調査を行い、維管束植物の種組成と種多様性を明らかにした。また、同調査地点で表層土壌を採取し埋土種子の発芽試験を開始した。
2）菌根菌調査：火山泥流跡地における菌根菌感染源の分布を調査するため、22地点から泥流土を採取しバイオアッセイ試験を行った。その結果、アーバスキュラー菌根菌は採取地点の半数以上で菌根を形成し、周囲の残存植生から離れた地点からも検出された。一方、外生菌根菌は 残存した植生に近接した3地点の泥流土でのみ菌根形成が見られた。火山泥流跡地における両菌根菌の感染源の分布の相違から、両者は供給源が異なる可能性が示唆された。
3）種子・菌根菌散布者（主に節足動物）調査：火砕流跡地とその周辺の残存林の土壌より土壌動物を抽出し個体数を計数した。その結果、噴火1年後の火砕流跡地の未熟土壌からは土壌動物がほとんど得られなかった。噴火1年後の火砕流跡地では土壌動物がほとんど侵入できていないか、侵入しても定着できていないことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実施中の2018年12月に、新岳において2015年以来の爆発的噴火が発生した。それに伴い新岳から2kmの範囲が警戒レベル3に引き上げられ、入山規制がかけられた。その結果、冬季から早春気にかけての生物・環境調査を一切実行できなくなり、モニタリングデータの一部が欠損した。
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| Strategy for Future Research Activity |
警戒レベルが引き下げられる（2、火口周辺規制）までの間は、当面、警戒区域外で環境および生物データの取得を進めるとともに、文献調査・レビューを進める。また、データが欠損している冬季～早春期におけるデータ取得に注力する。各調査項目の方針は以下の通りである。
1）植生（植物種子を含む）調査および地形測量：採取した土壌サンプルを用いた埋土種子の発芽試験を進めるとともに、火砕流の被害をうけた地域の森林とその周辺域の森林の植生調査をさらに進める。
2）菌根菌調査：島内の他の植生における菌根菌群集の調査を行い、泥流跡地から検出された菌根菌群集と比較することで胞子の供給源の推定を行う。また、検出された菌根菌を接種し、宿主への生長効果を評価する。
3）種子・菌根菌散布者（主に節足動物）調査：引き続き同様の調査を進め、火砕流跡地への土壌動物群集の侵入状況について経過観察を行う。また得られた土壌動物の消化管内容物の観察を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
