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Climate-driven changes in mast-seeding periodicity and the cascades into fundamental responses of ecosystem functions

Research Project

Project/Area Number 23K26949
Project/Area Number (Other) 23H02256 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionAkita Prefectural University

Principal Investigator

星崎 和彦  秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (30322655)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野口 麻穂子  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 (00455263)
井田 秀行  信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (70324217)
高階 史章  秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (30451420)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2028-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2027: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Keywords開花結実 / マスティング / 周期 / リター分解 / 森林更新 / リターフォール / 落葉分解
Outline of Research at the Start

ブナ帯の主要樹種を対象に、開花の時点で大きな年変動を示す樹種(開花マスティング種)と開花から結実までの過程の変動によってマスティングが明瞭になる樹種(結実マスティング種)とを区別した上で、結実パターンの変化とその生態系影響(特に土壌と森林更新)を中長期的に解析する。リタートラップ観測、リター分解実験と実生センサスをベースに、花も含めた全繁殖投資量、虫害種子や中身のない"シイナ"種子の割合、各種リターから土壌に移行する栄養元素、翌年の実生定着率について、年代ごとに時系列解析を行い、開花結実の豊凶変化がこれまで注意が払われてこなかった土壌生態系、ひいては実生の定着まで連鎖的に影響する様子を示す。

Outline of Annual Research Achievements

■種子生産、リターフォール、当年生実生観測データの整備: 野外調査は予定通り進み、種子・リタートラップの回収を7回(岩手・長野町調査地)、当年生実生定着数調査を9月に行った(岩手調査地)。長野調査地については2023年調査分まで、雄花数の生データ入力も完了した。岩手調査については、種数が多く、花リターの仕分けに時間がかかるため、2022年分までの生データ入力が完了した。
データのコンパイル(過去データのデータベースへの追加、フォーマット整形作業)については、長野調査地は2023年から遡って2019年まで、岩手調査地については1990年~2020年分までの作業が、それぞれほぼ完成した。
■結実木の繁殖投資量: 昨年度は主要樹種の開花がなく、予定していた開花実験を行うことはできず、林分あたり花粉量の推定には至らなかった。そこで、岩手調査地の1990~2020年のコンパイル済みデータセット(花・種子・果実)を仮の林分あたり繁殖投資量とし、予備解析を行った。成木の胸高断面積で按分した母樹あたり繁殖投資量の値を6~10年のwindow期間とするSliding window解析を行った結果、ミズナラにおいて開花量、繁殖投資量が2000年ごろから減少傾向にあること、トチノキでは逆に、近年まで増加傾向があることが確認された。この結果をイギリス生態学会にてポスター発表した。
■リターバッグ実験: 当初計画に沿って主要樹種のリターバッグ実験とティーバッグ分解実験を行った(長野・岩手のブナ純林、岩手の混交林)。結果は数年の継続後にまとめる予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

(1) 岩手調査地、長野調査地双方の開花結実データがコンパイルできる見通しがたった。(2) 繁殖投資量の解析については、花粉量の推定には至っていないものの、予備解析が無事進んだ。(3) リターバッグ実験およびティーバッグ分解実験についても、当初予定通り、野外調査を完了した。

Strategy for Future Research Activity

(1) 今年度当初に、岩手調査地にてブナの開花が確認できたので、ブナの開花実験を行う。ミズナラほかの樹種についても、開花状況を見ながら実験を進め、林分あたり花粉量の推定が可能になるようになればよいと考えている。(2) 開花量、結実量について、岩手・長野の両調査地において、リタートラップ観測を継続し、データコンパイルも進める。(3) リターバッグ、ティーバッグの両分解実験は、当初予定通りデータの蓄積に務める。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Wageningen University and Research(オランダ)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Center for Intenational Forest Research/National Research and Innovation Agency(インドネシア)

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      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Universite Grenoble Alpes/Universite Paris-Saclay/INRAE(フランス)

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      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Adam Mickiewicz University/Polish Academy of Sciences(ポーランド)

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      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Duke University/USGS Western Ecological Research Center/Boston University(米国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research]

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Forest monitoring data of 45 plots across the Japanese archipelago during 1980?20212024

    • Author(s)
      Yoshikawa Tetsuro、Totsu Kumiko、Takeuchi Yayoi、Kenta Tanaka、Nakamura Masahiro、Hiura Tsutom
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: - Issue: 3 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12457

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Masting is uncommon in trees that depend on mutualist dispersers in the context of global climate and fertility gradients2023

    • Author(s)
      Tong Qiu、SHIBATA Mitsue(柴田銃江、95人中77番目) et al.
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 9(7) Issue: 7 Pages: 1044-1056

    • DOI

      10.1038/s41477-023-01446-5

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Contribution of tree community structure to forest productivity across a thermal gradient in eastern Asia2023

    • Author(s)
      Kohyama Tetsuo I.、Sheil Douglas、Sun I-Fang、Niiyama Kaoru、Suzuki Eizi、Hiura Tsutom、Nishimura Naoyuki、Hoshizaki Kazuhiko、Wu Shu-Hui、Chao Wei-Chun、Nur Hajar Zamah S.、Rahajoe Joeni S.、Kohyama Takashi S.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 1113-1113

    • DOI

      10.1038/s41467-023-36671-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Linking seed size and number to trait syndromes in trees2023

    • Author(s)
      Bogdziewicz, M. et al. (全96人中37番目にK. Hoshizaki)
    • Journal Title

      Global Ecology and Biogeography

      Volume: 32 Issue: 5 Pages: 683-694

    • DOI

      10.1111/geb.13652

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Contrasting 30 years of change in reproductive investments for several tree species in a temperate forest, northern Japan2023

    • Author(s)
      Kazuhiko Hoshizaki, Chinatsu Homma, Mahoko Noguchi, Takashi Masaki
    • Organizer
      Annual Meeting 2023, British Ecological Society
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Long-term pattern of seed production in a temperate mixed forest, Iwate Prefecture: inference based on individuals and the population2023

    • Author(s)
      Chinatsu HOMMA, Mahoko NOGUCHI, Takashi MASAKI, Daisuke HOSHINO, Kazuhiko HOSHIZAKI
    • Organizer
      Annual Meeting 2023, British Ecological Society
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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