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Regime shifts of masting in Fagaceae based on long-term monitoring data of seed production

Research Project

Project/Area Number 19K06157
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionForest Research and Management Organization

Principal Investigator

Shibata Mitsue  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 (10343807)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 齊藤 隆  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 名誉教授 (00183814)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords豊凶 / 堅果 / ミズナラ / ブナ科 / 時系列分析 / 樹木繁殖 / 資源収支モデル / ARモデル
Outline of Research at the Start

堅果の豊凶性は、ブナ科樹木の更新の規模やタイミングのほか、堅果を餌とする野生動物にも影響を与え、森林生態系理解の鍵となる現象である。近年、豊凶性は10~数10年で大きく年代変化することが報告され始め、その一因として地球温暖化が指摘されているが、未だ確証は得られていない。そこで(1)長期データを元に、堅果豊凶性の年代変化を定量分析し、(2)「樹木は環境変動、特に気温上昇に伴って資源配分様式を変化させる」という仮説に基づく数理シミュレーションを行い、(1)で得た実測値との対応関係を分析する。さらに、(3)堅果豊凶性の年代変化が、樹木の更新規模やげっ歯類の動態へどのように波及するのか分析する。

Outline of Final Research Achievements

We detected decadal changes in masting behaviour in the Japanese oak Quercus crispula based on long-term data from 1980 to 2017: the moving average of seed production increased and masting intervals shortened in the Kitakami Mountains of Japan. Both of the moving average of temperature in pollination season and the growing season were correlated to that of seed production. The seed production simulations which consider the effect of surplus resource generally corresponded to observed data. Thus, increasing pollination success and resource allocation shift caused by rising temperature may be resulting in the decadal change of masting behaviour. We also analyzed masting and seedling emergence of five Fagaceae species in the Abukuma Mountains from 1987 to 2018. The results showed that recent changes in masting behaviour were generally unfavorable to seedling emergence, although pattern of its change was partially different among species.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

堅果(いわゆるドングリ)の豊凶(異なる個体の間で同調した結実年変動)は、ブナ科樹木更新の規模やタイミングのほか、堅果を餌とする野生動物の個体数の変動にも影響を与える。長期的に堅果の結実数を観測することによって、気候変動にともなう森林生態系のダイナミックな変化が見えてきそうだ。今回の成果は、中長期的な広葉樹林の種子生産予測や、それに伴う天然更新技術への応用が期待できるほか、種子を食べる野生動物の生息環境評価を行う上でも重要な情報となる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Decadal changes in masting behaviour of oak trees with rising temperatur2020

    • Author(s)
      Mitsue Shibata, Takashi Masaki, Tsutomu Yagihashi, Takuya Shimada, Takashi Saitoh
    • Journal Title

      Journal of Ecology

      Volume: 108 Issue: 3 Pages: 1088-1100

    • DOI

      10.1111/1365-2745.13337

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 長期観測でわかってきたブナ科5種の豊凶年代変化2021

    • Author(s)
      柴田銃江,直江将司,小黒芳生,黒川紘子,阿部真,正木隆,飯田滋生,田中浩,新山馨,中静透,齊藤隆
    • Organizer
      日本生態学会第68回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 岩手県内におけるマスティング周期のパターン(予報)―ミズナラの林分間比較および数種の樹種間比較―2020

    • Author(s)
      本間千夏,野口麻穂子,正木隆,八木橋勉,柴田銃江,星崎和彦
    • Organizer
      生態学会東北地区会第65回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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