Coexistence mechanism of four bamboo species intropical seasonal forests focusing on resistance to forest fire

Research Project

Project/Area Number	23K23660
Project/Area Number (Other)	22H02395 (2022-2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2022-2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 40010:Forest science-related
Research Institution	Forest Research and Management Organization
Principal Investigator	平井敬三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 (80370287)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	齋藤智之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 (00414483) 梅村光俊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 (00737893)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000) Fiscal Year 2026: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000) Fiscal Year 2025: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000) Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000) Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000) Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords	タケ４種共存 / 一斉開花 / ケイ素 / タケ4種共存 / タイ王国 / ケイ酸集積 / 一斉開花現象 / 山火事耐性 / 立地環境
Outline of Research at the Start	タイの熱帯季節林ではタケ類の多様性が高いが、共存機構に関する仮説はなかった。本研究では、山火事がタケ類の共存を規定するという仮説を提唱し、検証する。タケの種間では、「山火事に対する耐性」と「一斉開花後の更新・成長」との間にトレードオフが存在し、地形に応じて異なる山火事レジームの中で共存するという仮説を検証する。本研究は、長期観測データを使って、地形に応じたタケ類4種の分布の違いや、一斉開花後の更新過程、山火事の頻度を明らかにする。また、山火事に対する耐性をタケ類の稈への資源投資やケイ素濃度の種間差から明らかにした上で、この山火事への耐性形質と、開花後の更新・成長とのトレードオフ関係を検証する。
Outline of Annual Research Achievements	タケ類の山火事耐性機能、更新初期成長と耐性機能とのトレードオフ関係解明のため、山火事頻度と到達度調査とタケのケイ酸分析の予備実験を行い、近年10年間は山火事が高頻度にあること、タケ部位によって実験条件を変える必要があることが明らかになり、タケ類の山火事耐性機能とそのトレードオフ関係解明に向けた知見が得られた。タケ類の更新初期成長と山火事耐性形質とのトレードオフ関係解明のため、山火事頻度と火事ごとの延焼範囲をカウンターパートへの聞き取り調査から特定した結果、最近の約10年間は毎年尾根部に延焼しており、種組成が変化する可能性が予測された。試験地内の山火事調査は、現地調査員の聞き取り調査から予想以上の山火事到来頻度であることが分かってきた。これにより耐火特性の低いタケ種・樹種から山火事により種の焼失が起こり、近い将来試験地内のタケや樹種の組成が変化すると考えられる。山火事耐性機能の種間差と特徴形質およびその獲得機構の解明のため、タケのケイ酸集積と耐火形質との関係性の予備実験に着手した。タイでのタケのケイ酸分析の実施に向けて、国内のモウソウチクのリター葉と稈を用いて、簡易な乾式灰化法または炭酸ナトリウム抽出法を検討した。乾式灰化法では、先行研究で提案されてきた様々な燃焼温度と時間を検討した結果、リター葉の灰分はほぼ白色で炭化物の生成は見られなかったが、稈の灰分はリター葉に比べ茶色みがかり、不完全燃焼または何らかの含有成分が影響したものと考えられた。また、高温下ではわずかにるつぼへのシリカの固着が認められたため、燃焼温度がシリカの収率に影響を与えることが示唆された。現地調査において地形に応じた土壌特性とタケ類の分布との関係性を明らかにするため、斜面上・中・下の3つの固定プロットにおいて、10 cm、30 cm、60 cmの深さに土壌水分ポテンシャルセンサーを設置し、防火措置を整えて観測を開始した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 新型コロナウイルス感染症に関連するタイへの渡航規制が緩和され、現地調査が実現した。これにより、メクロン長期動態観測試験地における地形に応じた山火事頻度と強度について、詳細な聞き取りが可能となり、過去の観測に基づく基盤的データを取得することができた。また、土壌水分ポテンシャルセンサーを設置するとともに、ケイ素分析のための稈齢や葉齢を考慮したタケの選定基準を決定するなど、タケの分布と山火事耐性機能の解明に向けた現地観測を開始することができた。以上のことから、本課題の目的達成に向けて着実に進捗していると評価した。
Strategy for Future Research Activity	タケ種の繁殖のタイミングと更新機構を解明するため、メクロン長期動態観測試験地を、地形に応じた山火事頻度によって、高頻度：尾根、中頻度：斜面中腹、低頻度：谷部とカテゴリー分けし、それぞれの場所で、タケ類４種の更新初期成長や山火事耐性形質およびその獲得機構、地形特有の土壌水分特性などを調べていく。また、山火事頻度カテゴリーに応じた、植物の焼失状況を調査・解析する。山火事耐性機能の種間差と特徴形質およびその獲得機構を解明するため、日本国内のモウソウチクを用いて、タケのケイ酸集積と耐火形質との関係性を明らかにするためのケイ素分析手法を確立する。現地に設置した土壌水分ポテンシャルセンサーのデータを回収し、土壌水分ポテンシャルの季節変化と斜面ごとの特徴をとらえる。