Clarification of carbon allocation within tree stem by 13CO2 pulse labeling and development of a radial growth model
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20H03041
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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 40020:Wood science-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
安江 恒 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (00324236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香川 聡 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 (40353635)
半 智史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40627709)
斎藤 琢 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 准教授 (50420352)
檀浦 正子 京都大学, 農学研究科, 准教授 (90444570)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | 炭素配分動態 / 肥大成長 / フェノロジー / 13CO2ラベリング / 生態系炭素循環モデル |
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| Outline of Research at the Start |
樹木の肥大成長量や材密度の変動予測を可能とする「肥大成長モデル」の開発を行う。常緑針葉樹のスギ，落葉針葉樹のカラマツを対象とし，第一に 13CO2パルスラベリング実験により，光合成産物の肥大成長への配分過程の季節変動をあきらかにする。第二に，得られた炭素配分過程の季節変動と生態系炭素収支モデルを組み合わせ，肥大成長量や年輪構造の予測を行う「肥大成長モデル」を構築する。第三に，「肥大成長モデル」により推定された過去数十年間の年輪構造変動と実測値との比較により，モデルの実用性の検証を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
第一に，光合成産物の樹体への配分の季節変動をあきらかにするための13CO2パルスラベリング実験をカラマツおよびスギについて行った。葉，幹と粗根の年輪の13C濃度および幹と粗根の各年の木部重量成長量を測定し，光合成産物の樹体への配分割合を算出した。両樹種共に樹体に固定された炭素の大半は幹に存在した。カラマツにおいて，固定された炭素の割合は肥大成長が盛んな時期は18%に達したのに対して春と秋には数%であった。翌年への持ち越し分は主に葉に配分された。一方，スギにおいて固定された炭素の割合の季節変化は比較的小さく，11-16%の範囲であった。春および秋の光合成生産物の一部は翌年木部へ配分されたが，翌年葉への配分は認められなかった。
第二に，カラマツとスギ林分において，地下部細根動態の観察を行った。カラマツでは5月の初旬に直径2-0.5mmの細根が出現し，より直径の小さな0.5mm以下の細根は6月に発達した。反対にスギでは0.5mm以下の細根が5月に出現し，その後直径2-0.5mmの細根が出現した。
第三に，カラマツとスギ成木樹幹における可溶性糖の含有量の樹幹放射方向および季節変動について解析と取りまとめを行った。可溶性糖は辺材最外層に多い傾向があった。デンプンは辺材外層では存在しない時期があるのに対して，辺材内層では年間を通じて一定量存在した。
以上の観測と解析により，異なる季節における光合成生産物の動態と樹体への配分パターンの違いを定量的に明らかにする事が出来た。
最後に，炭素配分比の季節変化を考慮した生態系モデル（BiomeBGCMuSo）を用いてスギ林の炭素循環と幹バイオマスの年増加量の推定を行ったところ，観測値の変動傾向と比較的一致した（決定係数0.42）。しかしながら，モデル推定値の年々の変動幅は小さい傾向にあり，炭素配分比に関するさらなる検討が必要であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(21 results)
