樹木の機能形質の多様性と共通性の全体像に迫る

• Project/Area Number: 23K21341
• Project/Area Number (Other): 21H02564 (2021-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2021-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45040:Ecology and environment-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小野田 雄介 京都大学, 農学研究科, 教授 (70578864)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2021: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
• Keywords: 生物多様性 / 共存 / 機能形質 / 共通性 / 多様性 / 森林 / 光合成 / 相対成長速度

Outline of Research at the Start

継続課題のため、記入しない。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、形質の多様性と共通性を結ぶ一般化理論の構築を目指す。近年の形質生態学の発展により、地球上の多種多様な植物の形質が定量的に評価されてきた。形質は闇雲に多様化しているわけでなく、物理化学的な共通性や生態・進化的なプロセスによる収斂により、ある程度規定される。しかし、形質の多様性と共通性を結ぶ一般化理論や概念は未だ存在しない。本研究では、ミクロ的な面での共通性として、光合成速度の決定要因である葉δ13C濃度に注目し、またマクロ的な面での共通性として、適応度の指標である相対成長速度に注目する。ミクロとマクロのそれぞれに、種を超えた強い共通性があり、その両者を繋ぐ諸形質に多様性があるという仮説のもと、本研究では、形質多様性の全体像を捉え、その論理基盤を整備し、フィールドデータによりその実証を目指す。
R5年度は、ミクロ面においては、高所作業車を利用して、新たに導入した光合成測定器を用いて高木の光合成測定を京都と苫小牧で行った。また既存の葉の形質データの解析に取り組んだ。マクロ面においては、亜熱帯である屋久島において、毎木の再調査と光環境測定を行い、個体による成長速度の違いと光競争を解析できるようになった。また相対成長速度の変化の要因を探るために、屋久島、和歌山、苫小牧の３地域の全ての二次林サイトにて、樹種による繁殖開始のサイズ依存性の調査を行い、繁殖開始がサイズと光環境の両方に依存することを定量的に示した。
その他、本プロジェクトに密接に関係する研究成果も複数あった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

マクロ面のデータは相当充実した。またミクロ面においても高所作業車を利用した光合成測定が軌道に乗りデータが集まり始めた。

Strategy for Future Research Activity

ミクロ面では、光合成測定を九州や京都、東北など、異なる緯度で実施し、形質の分化と収斂の関係に関するデータを得る。マクロ面では、データ解析を進め、論文化を目指す。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Macquarie University(オーストラリア)
• [Int'l Joint Research] Wageningen University(オランダ)
• [Int'l Joint Research] CITA(スペイン)
• [Journal Article] Competitive asymmetry in a forest composed of a shade-tolerant species depends on gap formation (2023)
  • Author(s): Yamakawa Masahiro、Onoda Yusuke、Kurokawa Hiroko、Oguro Michio、Nakashizuka Tohru、Hikosaka Kouki
  • Journal Title: Forest Ecology and Management Volume: 549 Pages: 121442-121442
  • DOI: 10.1016/j.foreco.2023.121442
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Roles of lower-side leaf trichomes in diffusion resistance and gas-exchange characteristics across environmental gradients in<i>Metrosideros polymorpha</i> (2023)
  • Author(s): Amada Gaku、Yoshiko Kosugi、Kitayama Kanehiro、Onoda Yusuke
  • Journal Title: Tree Physiology Volume: 43 Issue: 8 Pages: 1400-1415
  • DOI: 10.1093/treephys/tpad053
• [Journal Article] Contrasting Silicon Dynamics Between Aboveground Vegetation and Soil Along a Secondary Successional Gradient in a Cool-temperate Deciduous Forest (2023)
  • Author(s): Nakamura Ryosuke、Watanabe Tetsuhiro、Onoda Yusuke
  • Journal Title: Ecosystems Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 1061-1076
  • DOI: 10.1007/s10021-022-00816-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Leaf-level coordination principles propagate to the ecosystem scale (2023)
  • Author(s): Gomarasca Ulisse et al. including Onoda Yusuke
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 14 Issue: 1 Pages: 3948-3948
  • DOI: 10.1038/s41467-023-39572-5
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Quantifying functional trait assembly along a temperate successional gradient with consideration of intraspecific variations and functional groups (2023)
  • Author(s): Nomura Yuki、Matsuo Tomonari、Ichie Tomoaki、Kitayama Kanehiro、Onoda Yusuke
  • Journal Title: Plant Ecology Volume: 224 Issue: 7 Pages: 669-682
  • DOI: 10.1007/s11258-023-01329-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Disentangling leaf structural and material properties in relationship to their anatomical and chemical compositional traits in oaks (<i>Quercus</i>L.) (2023)
  • Author(s): Alonso-Forn David、Sancho-Knapik Domingo、Fari?as Mar?a Dolores、Nadal Miquel、Mart?n-S?nchez Rub?n、Ferrio Juan Pedro、de Dios V?ctor Resco、Peguero-Pina Jos? Javier、Onoda Yusuke、Cavender-Bares Jeannine、Arenas Tom?s G?mez ?lvarez、Gil-Pelegr?n Eustaquio
  • Journal Title: Annals of Botany Volume: 131 Issue: 5 Pages: 789-800
  • DOI: 10.1093/aob/mcad030
• [Journal Article] Incorporating pressure?volume traits into the leaf economics spectrum (2023)
  • Author(s): Nadal Miquel、Clemente‐Moreno Mar?a J.、Perera‐Castro Alicia V.、Roig‐Oliver Margalida、Onoda Yusuke、Gul?as Javier、Flexas Jaume
  • Journal Title: Ecology Letters Volume: 26 Issue: 4 Pages: 549-562
  • DOI: 10.1111/ele.14176
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A cost-benefit analysis of leaf carbon economy with consideration of seasonal changes in leaf traits for sympatric deciduous and evergreen congeners: implications for their coexistence (2022)
  • Author(s): Ye Yunhan、Kitayama Kanehiro、Onoda Yusuke
  • Journal Title: New Phytologist Volume: 234 Issue: 3 Pages: 1047-1058
  • DOI: 10.1111/nph.18022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vertical and horizontal light heterogeneity along gradients of secondary succession in cool‐ and warm‐temperate forests (2022)
  • Author(s): Matsuo Tomonari、Hiura Tsutom、Onoda Yusuke
  • Journal Title: Journal of Vegetation Science Volume: 33 Issue: 3
  • DOI: 10.1111/jvs.13135
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] High exposure of global tree diversity to human pressure (2022)
  • Author(s): Guo Wen-Yong incld Onoda Yusuke
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences Volume: 119 Issue: 25
  • DOI: 10.1073/pnas.2026733119
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Leaf nitrogen from the perspective of optimal plant function (2022)
  • Author(s): Dong Ning、Prentice Iain Colin、Wright Ian J.、Wang Han、Atkin Owen K.、Bloomfield Keith J.、Domingues Tomas F.、Gleason Sean M.、Maire Vincent、Onoda Yusuke、Poorter Hendrik、Smith Nicholas G.
  • Journal Title: Journal of Ecology Volume: 110 Issue: 11 Pages: 2585-2602
  • DOI: 10.1111/1365-2745.13967
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Demography and selection analysis of the incipient adaptive radiation of a Hawaiian woody species (2022)
  • Author(s): Ayako Izuno ,Yusuke Onoda,Gaku Amada,Keito Kobayashi,Mana Mukai,Yuji Isagi,Kentaro K. Shimizu
  • Journal Title: PLOS Genetics Volume: 18 Issue: 1 Pages: e1009987-e1009987
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1009987
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Small and slow is safe: On the drought tolerance of tropical tree species (2022)
  • Author(s): Guillemot Joannes incld Yusuke Onoda
  • Journal Title: Global Change Biology Volume: 28 Issue: 8 Pages: 2622-2638
  • DOI: 10.1111/gcb.16082
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Forest canopy height variation in relation to topography and forest types in central Japan with LiDAR (2022)
  • Author(s): Farhadur Rahman Md.、Onoda Yusuke、Kitajima Kaoru
  • Journal Title: Forest Ecology and Management Volume: 503 Pages: 119792-119792
  • DOI: 10.1016/j.foreco.2021.119792
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Massive investments in flowers were in vain: Mass flowering after a century did not bear fruit in the bamboo Phyllostachys nigra var. henonis (2021)
  • Author(s): Kobayashi Keito、Umemura Mitsutoshi、Kitayama Kanehiro、Onoda Yusuke
  • Journal Title: Plant Species Biology Volume: 37 Issue: 1 Pages: 78-90
  • DOI: 10.1111/1442-1984.12358
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Global patterns of leaf construction traits and their covariation along climate and soil environmental gradients (2021)
  • Author(s): Xing Kaixiong、Niinemets Ulo、Rengel Zed、Onoda Yusuke、Xia Jiangzhou、Chen Han Y. H.、Zhao Mingfei、Han Wenxuan、Li Hongbo
  • Journal Title: New Phytologist Volume: 232 Issue: 4 Pages: 1648-1660
  • DOI: 10.1111/nph.17686
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Coordination of leaf economics traits within the family of the world's fastest growing plants (Lemnaceae) (2021)
  • Author(s): Ishizawa Hidehiro、Onoda Yusuke、Kitajima Kaoru、Kuroda Masashi、Inoue Daisuke、Ike Michihiko
  • Journal Title: Journal of Ecology Volume: 109 Issue: 8 Pages: 2950-2962
  • DOI: 10.1111/1365-2745.13710
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] LiDARドローンを用いた樹冠計測によって広がる森林生態学 (2024)
  • Author(s): 小野田雄介, HTOOKyaw Kyaw, 竹重龍一, RAHMANMD Farhadur, 大西信徳
  • Organizer: 日本生態学会第71回全国大会
• [Presentation] 二次林における光環境と樹木繁殖戦略の関係 (2024)
  • Author(s): 近藤里莉, 相場慎一郎, 北島薫, 小野田雄介
  • Organizer: 日本生態学会第71回全国大会
• [Presentation] 4樹種における葉の厚さと膨圧の日内変化と経日変化 (2024)
  • Author(s): 紺頼楓, 小野田雄介
  • Organizer: 日本生態学会第71回全国大会
• [Presentation] Variation of forest structure across latitudinal gradient using UAV LiDAR (2023)
  • Author(s): Md Farhadur RAHMAN、Yusuke ONODA、Kaoru KITAJIMA
  • Organizer: 日本生態学会第70回全国大会
• [Presentation] Latitudinal gradient in the growth rates - crown area relationships across multiple forest plots in Japan (2023)
  • Author(s): Kyaw Kyaw HTOO, Masanori ONISHI, Rahman MD FARHADUR, Yusuke ONODA
  • Organizer: 日本生態学会第70回全国大会
• [Presentation] 標高傾度に沿ったコナラからミズナラへの連続的な分布移行と機能形質の変化 (2023)
  • Author(s): 紺頼楓, 伊藤僚祐, 砂山星也, 大村栗太, 井鷺裕司, 北島薫, 小野田雄介
  • Organizer: 日本生態学会第70回全国大会
• [Presentation] 野外のコナラ集団の気孔コンダクタンスの変動における物理的・生物的要因の定量的評価 (2023)
  • Author(s): 砂山星也, 北島薫, 小野田雄介
  • Organizer: 日本生態学会第70回全国大会
• [Presentation] 日本国内の森林の地上部バイオマスと気候条件、樹木機能形質の関係 (2023)
  • Author(s): 梶野浩史、小黒芳生、黒川紘子、小野田雄介、饗庭正寛、彦坂幸毅
  • Organizer: 第134 回日本森林学会大会
• [Presentation] 森林機能に関わるゲノム・形質・生態の統合アプローチ (2022)
  • Author(s): 小野田雄介
  • Organizer: 日本生態学会第69回全国大会
• [Presentation] スギ人工林の生産力の違いにおける樹冠構造の重要性について (2022)
  • Author(s): 小野田雄介、田中一成、平岡裕一郎、松下通也
  • Organizer: 第133回日本森林学会大会
• [Presentation] ハチク群落において10年間のデータから明らかになった自己間引きと隔年の成長リズム (2022)
  • Author(s): 小林慧人、北山兼弘、小野田雄介
  • Organizer: 日本生態学会第69回全国大会
• [Presentation] 京都の暖温帯林におけるUAVを用いた台風前後の樹冠ダイナミクスの評価 (2022)
  • Author(s): 穂垣佑輔、北島薫、小野田雄介
  • Organizer: 日本生態学会第69回全国大会
• [Presentation] Impact of typhoons on forest landscape: Estimation of biomass loss using Lidar and satellite optical data (2022)
  • Author(s): Md Farhadur RAHMAN、Yusuke ONODA、Kaoru KITAJIMA
  • Organizer: 日本生態学会第69回全国大会
• [Presentation] 屋久島の暖温帯林樹種51種の稚樹における主幹の力学的特性 (2022)
  • Author(s): 泉和花、飯田佳子、 野依航、 杉山淳司、北島薫、 小野田雄介
  • Organizer: 日本生態学会第69回全国大会