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Effects of deer-induced vegetation structure change on carbon holding capacity, Southern Kyushu, Japan

Research Project

Project/Area Number 22KJ2456
Project/Area Number (Other) 22J20086 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

阿部 隼人  九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsニホンジカ / キュウシュウジカ / 土壌侵食 / 植生採食 / ブラウジング / 樹木衰退 / 炭素隔離機能 / 林分構造変化 / CO2 / 炭素蓄積 / 従属栄養呼吸 / 過食 / 炭素固定 / 炭素収支 / 純一次生産
Outline of Research at the Start

日本の森林では増えすぎたシカによる過度な植生採食が生じている。これに伴い、下層植生の消失、裸地化、シカ不嗜好性植物の優占など、森林の植生構造はこれまでにない変化が起きている。これはまた、土壌侵食を発生させる懸念がある。従ってシカの過度な植生採食は森林劣化に繋がると考えられるが、実態は不明である。そこで本研究は、森林の炭素固定機能の観点から森林において生じた過食に伴う森林劣化量を明らかにすることを目的に行う。このために、下層植生の有る針広混交林、下層植生の無い針広混交林、無植生地(裸地)、不嗜好性植物優占地の4つで炭素蓄積量、炭素収支を実測し、森林劣化量を炭素収支の減少量として評価する。

Outline of Annual Research Achievements

申請課題では長期的なシカの植生採食が森林生態系の炭素固定機能に与える影響を明らかすることを目指している。これを達成するため、①シカ採食と続く土壌侵食が樹木成長に与える影響の評価と、②シカ採食による林分構造変化が炭素収支に与える影響の評価を行った。最終年度は②に関する現地観測を完了し、得られた結果の解析を行った。また、各成果を国際誌に投稿・発表した。
①に関して、シカの植生採食が土壌侵食を増大させ、これが樹木生産量を低下させることを明らかにした(Abe et al., 2024a, Catena, 234, 107559)。また、シカ排除柵が土壌侵食の防止を通じてブナの成長を維持することも明らかにした(Abe et al., 2024b, Journal of Environmental Management, 371, 123146)。
②に関して、前述(①)の研究のような樹木衰退が生じ、林分が疎になった森林では、炭素蓄積量が健全な森林に比べ最大で約半減することを明らかにした(Abe et al., 2024c, Forest Ecology and Management, 562, 121938)。その要因として炭素収支の悪化、すなわち疎林化による純一次生産の減少、枯死木増大による従属栄養呼吸の増加、及び下層植生消失による土壌侵食量の増大が挙げられた(※本成果は2025年度に投稿論文として公表予定)。なお、こうした炭素収支の悪化に、土壌有機物の分解呼吸は関与していないこと(Abe et al., 2024d, EarthArxiv; Abe et al., 2025, Journal of Agriultual Meteorology, Printing)も明らかにした。
以上要するに本研究は、日本の山地森林ではシカの採食が長期化すると、下層消失に伴う土壌侵食によって樹木衰退が生じ、これと稚樹採食が組み合わさることで林分は早期に疎林化し、かつその過程で森林を炭素の吸収源から放出源へ転換し、最終的に森林内に貯蔵された炭素の大幅な損失に繋がりうることを明らかにした。

Report

(3 results)
  • 2024 Annual Research Report
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2025 2024 2023 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Soil respiration and heterotrophic respiration in a cool-temperate forest with sika deer-induced alteration of understory vegetation2025

    • Author(s)
      Abe Hayato、Kume Tomonori、Katayama Ayumi
    • Journal Title

      Journal of Agriultual Meteorology

      Volume: -

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sensitivities of soil respiration and heterotrophic respiration to temperature in a cool-temperate forest with sika deer-induced understory vegetation alteration2024

    • Author(s)
      Abe Hayato、Kume Tomonori、Katayama Ayumi
    • Journal Title

      EarthArXiv

      Volume: -

    • DOI

      10.31223/x5kh64

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Journal Article] Protection of understory vegetation by deer exclosure fences prevent the reduction of beech growth due to soil erosion2024

    • Author(s)
      Abe Hayato、Fu Dongchuan、Sato Tadamichi、Tokumoto Yuji、Hyodo Fujio、Katayama Ayumi
    • Journal Title

      Journal of Environmental Management

      Volume: 371 Pages: 123146-123146

    • DOI

      10.1016/j.jenvman.2024.123146

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reduction in forest carbon stocks by sika deer-induced stand structural alterations2024

    • Author(s)
      Abe Hayato、Kume Tomonori、Katayama Ayumi
    • Journal Title

      Forest Ecology and Management

      Volume: 562 Pages: 121938-121938

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2024.121938

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Soil erosion under forest hampers beech growth: Impacts of understory vegetation degradation by sika deer2024

    • Author(s)
      Abe Hayato、Kume Tomonori、Hyodo Fujio、Oyamada Mimori、Katayama Ayumi
    • Journal Title

      CATENA

      Volume: 234 Pages: 107559-107559

    • DOI

      10.1016/j.catena.2023.107559

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 日本森林学会学生奨励賞受賞講演Soil erosion under forest hampers beech growth: Impacts of understory vegetation degradation by sika deer(森林で生じる土壌侵食はブナの成長を妨げる:ニホンジカによる下層植生劣化の影響)2025

    • Author(s)
      阿部隼人
    • Organizer
      日本森林学会大会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] シカ採食に伴う森林構造の変化による炭素固定機能の低下2025

    • Author(s)
      阿部隼人、付東川、久米朋宣、片山歩美
    • Organizer
      日本生態学会大会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] シカ排除によるブナ成長・土壌微生物群集・土壌機能の応答:熊本県白髪岳の事例2025

    • Author(s)
      阿部隼人、徳本雄史、古賀みこと、兵藤不二夫、菱拓雄、佐藤忠道、付東川、片山歩美
    • Organizer
      日本生態学会大会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] Stand structural alterations by browsing of sika deer degrade forest carbon stocks stocks2024

    • Author(s)
      Abe Hayato、Kume Tomonori、Katayama Ayumi
    • Organizer
      Ecosummit 2024
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Net ecosystem carbon balance reduced by sika deer-induced stand structure alternations in cool-temperate forests2024

    • Author(s)
      Abe Hayato、Fu Dongchuan、Kume Tomonori、Katayama Ayumi
    • Organizer
      Japan Geoscience Union (JpGU) Meeting 2024
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シカ排除柵の内外におけるブナ成木の肥大成長量の比較2024

    • Author(s)
      阿部隼人・付東川・佐藤忠道・徳本雄史・櫻井優樹・兵藤不二夫・片山歩美
    • Organizer
      日本森林学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Carbon stocks in cool temperate forests with different stand structure due to deer overgrazing2023

    • Author(s)
      Hayato Abe, Tomonori Kume, Ayumi Katayama
    • Organizer
      European Geophysical Union (EGU) General assembly
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 長期的なシカの植生採食が樹木成長と森林の炭素蓄積量に与える影響2023

    • Author(s)
      阿部隼人・久米朋宣・兵藤不二夫・片山歩美
    • Organizer
      デジタルバイオスフェア全体会合2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] シカ食害により変化した森林構造がもたらす地上部・地下部炭素蓄積量の違い2023

    • Author(s)
      阿部隼人・久米朋宣・片山歩美
    • Organizer
      第134回日本森林学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究者ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/abehayatobio/home

    • Related Report
      2024 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-28   Modified: 2025-12-26  

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