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Geographic variation in natural cedar functional traits revealed from the perspective of carbon partitioning strategies

Research Project

Project/Area Number 21H02227
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Hiura Tsutom  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70250496)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 津村 義彦  筑波大学, 生命環境系, 教授 (20353774)
東 若菜  神戸大学, 農学研究科, 助教 (20780761)
斉藤 拓也  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主幹研究員 (40414370)
太田 民久  富山大学, 学術研究部理学系, 助教 (60747591)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywords地理変異 / 水分生理 / 根滲出物 / BVOC / 遺伝的変異 / カルシウム / 遺伝変異 / 葉圏微生物 / 水利用 / 降雨遮断 / 機能形質 / スギ / 共通圃場 / 炭素分配 / 生態系機能
Outline of Research at the Start

近年、日本各地に分布する天然スギ集団が遺伝的に分化しているだけでなく、根浸出物や二次代謝物質などの機能形質にも大きな違いがあることが明らかになりつつある。しかしながら、機能形質の地理変異をもたらした要因や形質間の相互関係、更にはそれらの生態系機能への影響はほとんど明らかにされていない。本研究は全国14集団の天然スギを対象に、複数の共通圃場実験により機能形質の地理的変異を詳細に調べ、炭素分配を基軸にしたその機能間関係を明らかにする。これらをもとに、異なるスギ集団が地域の栄養塩動態や水循環を中心とする生態系機能に及ぼす潜在的影響の違いを明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

In order to develop effective climate change adaptation in forest ecosystems, it is necessary to take into account differences in locally adapted tree traits due to differences in climatic and geological conditions in different regions. This study investigated the geographical variation of functional traits in 14 populations of cedar trees across Japan with different geographical distributions in detail through common garden experiments, and clarified their inter-functional relationships.
The results were published in a special issue of Ecological Research with five papers, and also in Scientific Reports. In addition, as an outreach activity, I published my research in a bibliography for the general public, and also published a translation of a book that explains the concept that social-ecological systems should be constructed based on an understanding of the evolutionary ecology of organisms.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自然資本に立脚した社会経済活動を持続可能な形で実践していくためには生物の進化生態を深く理解した上で社会ー生態システムを構築すべきである。このような観点から、森林生態系での有効な気候変動適応策を策定するためにも、地域ごとの気候や地質条件の違いによって局所適応している樹木の形質の違いを考慮することが必要である。
本研究は日本列島に広く分布し、最も蓄積量の多い樹木であり社会経済活動にも深く浸透しているスギを材料に、遺伝的な変異に基づいた形質の違いと気候変動に対する応答を明らかにしてきたという点で社会的意義は大きい。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Functional biogeography in Japanese cedar.2023

    • Author(s)
      Hiura, T.
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 42-48

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12321

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relation of leaf terpene contents to terpene emission profiles of Japanese cedar (Cryptomeria japonica)2023

    • Author(s)
      Takuya Saito, Norihisa Kusumoto, and Tsutom Hiura
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 74-82

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12323

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intraspecific variation in growth-related traits - from leaf to whole-tree - in three provenances of Cryptomeria japonica canopy trees grown in a common garden.2023

    • Author(s)
      Azuma, W., Kawai, K., Tanabe, T., Nakahata, R., and Hiura, T.
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 83-97

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12349

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effects of functional differences in cultivar of Cryptmeria japonica on nutrient dynamics and soil invertebrates.2023

    • Author(s)
      Ohta, T. and Hiura, T.
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 98-110

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12353

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Genetic structure and local adaptation in natural forests of Cryptomeria japonica2023

    • Author(s)
      Yoshihiko Tsumura
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 64-73

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12320

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] スギによるBVOCs放出特性の地理変異:共通圃場実験に基づくアプローチ2024

    • Author(s)
      太田有紀・斉藤拓也・甲山哲生・陶山佳久・津村義彦・日浦勉
    • Organizer
      日本生態学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] スギ集団間の乾燥ストレスに対する水理学的適応機能の差異2024

    • Author(s)
      小切壮仁・杉本廉・奥山颯大・太田有紀・津村義彦・日浦勉・黑田慶子・東若菜
    • Organizer
      日本森林学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] スギの地理変異が母岩を介した物質動態に与える影響2024

    • Author(s)
      太田民久・小岩井愛菜・東若菜・松本茉倫・日浦勉
    • Organizer
      日本生態学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 共通圃場を用いたスギ葉圏微生物群集の集団間比較2024

    • Author(s)
      石崎理慶・甲山哲生・太田有紀・斉藤拓也・陶山佳久・津村義彦・日浦勉
    • Organizer
      日本生態学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a measurement method for BVOCs emitted by Japanese cedar2023

    • Author(s)
      太田 有紀・斉藤 拓也・甲山 哲生・津村 義彦・日浦 勉
    • Organizer
      JpGU
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Book] スギの香りは地方によって異なるのか?2022

    • Author(s)
      日浦勉
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      アロマリサーチ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] スギの”香り”が語ること:生物起源揮発性有機化合物放出の地理変異を解明

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20210416-1.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 広域分布樹木の機能的地理変異が生態系機能に及ぼす影響

    • URL

      http://www.fes.es.a.u-tokyo.ac.jp/#projects

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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