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Understanding the processes of the positive relationship between litter diversity and decomposition rate in forest ecosystems

Research Project

Project/Area Number 20K20003
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
Research InstitutionForest Research and Management Organization

Principal Investigator

Shigyo Nobuhiko  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 任期付研究員 (70866110)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords土壌微生物 / 生物多様性ー生態系機能 / プライミング効果 / ニッチ相補性 / 機能形質 / 生物多様性ー生態系機 
Outline of Research at the Start

樹木群集の生産する多様な落葉が森林土壌の生態系機能を向上させることが古くから指摘されている。しかし、落葉の多様性が土壌生態系に与える影響のメカニズムは、十分に明らかにされていない。この原因は、主に植物の生産する膨大な種類の代謝産物が、落葉分解を通じて地下部の微生物群集とどのように関係しているのかが解明されていないためである。本研究では、落葉の多様性が分解速度を促進するプロセスを落葉混合実験により解明する。特に、植物のメタボローム解析と生菌微生物群集のアンプリコンシーケンス解析から、落葉中の植物代謝産物の分解過程と微生物の群集動態の関係を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

This study examined the acceleration of decomposition through litter mixing in forests by conducting both field studies and microcosm experiments. The results revealed that increasing litter diversity did not lead to increased decomposition rates of coniferous species (Tsuga diversifolia and Cryptomeria japonica), but demonstrated that decomposition of maple species (Acer rufinerve and A. pictum) was promoted due to niche complementarity of decomposer microbial communities.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は、森林土壌における「生物多様性-生態系機能」の関係の理解に大きく貢献する。また、森林では複数種の樹木によって構成されるが、気候変動に伴う森林の炭素動態の予測モデルは、通常、落葉分解に関する情報は単独状態での落葉の分解データしか組み込まれていない。そのため、本研究の成果は、森林生態系の炭素動態の予測においても重要な知見となる。さらに、人工林の広葉樹林化・針広混交林化などの多様性を考慮した森林整備での、土壌生態系への影響解明など応用的な研究への発展に貢献すると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Slope-induced factors shape bacterial communities in surface soils in a forested headwater catchment2022

    • Author(s)
      Shigyo Nobuhiko、Furusawa Hitomi、Yamashita Naoyuki、Nagakura Junko、Manaka Takuya、Yamada Tsuyoshi、Hirai Keizo
    • Journal Title

      CATENA

      Volume: 214 Pages: 106253-106253

    • DOI

      10.1016/j.catena.2022.106253

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Influence of understory vegetation on soil bacterial communities and nitrogen cycling gene abundance in cool-temperate and sub-alpine forests along an elevational gradient2021

    • Author(s)
      Toshihide Hirao, Masanori Fujii, Nobuhiko Shigyo, Hisaya Kojima, Manabu Fukui
    • Journal Title

      Pedobiologia

      Volume: 87-88 Pages: 150746-150746

    • DOI

      10.1016/j.pedobi.2021.150746

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Saprotrophic and ectomycorrhizal fungi exhibit contrasting richness patterns along elevational gradients in cool-temperate montane forests2021

    • Author(s)
      Shigyo Nobuhiko、Hirao Toshihide
    • Journal Title

      Fungal Ecology

      Volume: 50 Pages: 101036-101036

    • DOI

      10.1016/j.funeco.2020.101036

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The relationship between fungal communities and growth of Betula ermnaii populations in five planting sites2023

    • Author(s)
      Aye Myat Myat Paing, Shigyo Nobuhiko, Tsumura Yoshihiko, Yoshida Toshiya, Takagi Masahiro, Hisamoto Yoko, Goto Susumu
    • Organizer
      第134回日本森林学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Diversity of soil fungal communities associated with Betula ermanii in five transplanted sites2023

    • Author(s)
      Aye Myat Myat Paing, Shigyo Nobuhiko, Tsumura Yoshihiko, Takagi Masahiro, Hisamoto Yoko, Goto Susumu
    • Organizer
      International Symposium of Long-term Forest Monitoring Research in Asia
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 落葉の樹種による違いが鉱質土壌の硝化微生物群集に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      執行宣彦, 古澤仁美, 阪田匡司, 細川奈々枝, 平井敬三
    • Organizer
      第133回日本森林学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 木質燃焼灰施用が施用4年後のスギ新植林分の土壌微生物相に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      山田毅, 執行宣彦, 平井敬三, 佐野哲也, 長倉淳子, 西川祥子, 松岡秀尚
    • Organizer
      第133回日本森林学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 斜面位置の変化に伴うリター層と鉱質土壌層の特性変化が山地小流域の細菌群集を形成する2021

    • Author(s)
      執行宣彦, 古澤仁美, 山下尚之, 長倉淳子, 眞中卓也, 山田毅, 平井敬三
    • Organizer
      日本微生物生態学会第34回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] リター層と土壌層における細菌の群集と機能の小集水域スケール2021

    • Author(s)
      執行宣彦・古澤仁美・山下尚之・長倉淳子・眞中卓也・山田毅・平井敬三
    • Organizer
      第132回日本森林学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 木質燃焼灰施用後4年間にわたるスギ新植林分の土壌化学性の変化2021

    • Author(s)
      山田毅・平井敬三・佐野哲也・執行宣彦・長倉淳子・西川祥子・松岡秀尚
    • Organizer
      第132回日本森林学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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