Clarification of the mechanisms of variations in radial growth and wood properties of Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa due to climate change

• Project/Area Number: 26292092
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Wood science
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: Yasue Koh 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (00324236)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 桃井 尊央 東京農業大学, 地域環境科学部, 助教 (00445694) ; 小林 元 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (40325494) ; 斎藤 琢 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助教 (50420352)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000); Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2015: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2014: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
• Keywords: 気候変動 / 年輪年代学 / スギ・ヒノキ / フラックス / 温暖化 / 光合成 / フェノロジー / 同位体ラベリング / スギ / ヒノキ / ラベリング

Outline of Final Research Achievements

To clarify the mechanisms of variations in radial growth of Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa due to climate change, we conducted three experiments. The seasonal changes in photosynthesis parameters and in radial growths were observed and photosynthesis models were developed for every months. Seasonal changes in translocation of photosynthate to xylem were observed by stable isotope tracing techniques. The changes in Gross Primary Production (GPP) by temperature changes were estimated by a carbon balance model which based on forest carbon flux measurement at TKC site. The results revealed good synchronization between GPP and radial growth that were mainly affected by temperature from winter to spring. The physiological observations on photosynthesis and translocation of photosynthate also consistent with the statistical results. The carbon balance model and observed physiological parameters have potential development of a forecasting model of radial growth changes.

Research Products

• [Journal Article] 陸域生態系の炭素収支の現状診断と将来予測－リモートセンシングの利用－ (2014)
  • Author(s): 斎藤琢、永井信、村岡裕由
  • Journal Title: 日本生態学会誌 Volume: 64 Pages: 243-252
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 13CO2ラベリングを用いたスギ・ヒノキにおける木部への光合成生産物配分の季節変動 (2018)
  • Author(s): 猪野紫穂，庄司 岳，香川 聡，檀浦正子，小林 元，平野 優，齋藤智寛，安江 恒
  • Organizer: 第68回日本木材学会大会
• [Presentation] 日本各地の異なる環境に生育するスギの年輪構造に影響を及ぼす気候要素 (2018)
  • Author(s): 植村友美，安江 恒，齊籐 哲，細田和男，飛田博順，斎藤 琢
  • Organizer: 第68回日本木材学会大会
• [Presentation] Farquharモデルによるスギ・ヒノキの光合成の環境応答比較 (2018)
  • Author(s): 北川雄一・水澤拓未・中田航・山口一仁・小林元・安江恒・斉藤琢
  • Organizer: 第129回日本森林学会大会
• [Presentation] 樹幹径の日変化および季節変化と樹幹内の構造との関係 (2018)
  • Author(s): 松本有樹，桃井尊央，大林宏也
  • Organizer: 第68回日本木材学会
• [Presentation] 肥大成長と樹幹径の日変化および季節変化との関係 (2017)
  • Author(s): 松本有樹，桃井尊央，大林宏也
  • Organizer: 第67回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] 13CO2パルスラベリングによるヒノキ木部形成への光合成産物の配分の追跡 (2017)
  • Author(s): 庄司 岳，檀浦正子，香川 聡，小林 元，齋藤智寛，平野 優，安江 恒
  • Organizer: 第67回日本木材学会大会講演要旨集（CD-ROM）
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] 生態系の時空間マッピングのリモートセンシング (2017)
  • Author(s): 斎藤琢
  • Organizer: 第64回日本生態学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 気候変動が冷温帯常緑針葉樹林の炭素循環に及ぼす影響 (2017)
  • Author(s): 斎藤琢・永井信・安江恒・村岡裕由
  • Organizer: 第64回日本生態学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] The different responses of carbon cycle to climate change in evergreen coniferous and deciduous broad-leaf forests in a cool-temperate region, Japan (2017)
  • Author(s): Saitoh T.M., Nagai S., Yasue K., Muraoka H.
  • Organizer: Joint conference of AsiaFlux workshop 2017 and the 15th anniversary celebration of ChinaFlux
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] TKC フラックスサイトにおける Farquhar モデルを用いたスギ針葉の光合成季節変化のモデリング (2017)
  • Author(s): 北川雄一・水澤拓未・中田航・安江恒・斉藤琢・小林元
  • Organizer: 第7回中部森林学会大会
• [Presentation] Diurnal and Seasonal Changes in Radial Growth and Trunk Diameter (2017)
  • Author(s): Yuki MATSUMOTO, Takao MOMOI, Hiroya OHBAYASHI
  • Organizer: 9th Pacific Regional Wood Anatomy Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] スギの年輪構造と気候要素との関係 (2016)
  • Author(s): 平野 優，斎藤 琢，村岡裕由，小林 元，安江 恒
  • Organizer: 第66回日本木材学会大会講演要旨集
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] タイムラプスカメラを用いた樹木の肥大成長量の測定 (2016)
  • Author(s): 叶 嘉銘，桃井尊央，大林宏也
  • Organizer: 第66回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] 我が国におけるリモートセンシング観測による生態系評価研究の現状・課題・将来性：まとめと今後の展望 (2016)
  • Author(s): 斎藤琢
  • Organizer: 第63回日本生態学会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-03-20
• [Presentation] odeling gross primary production of an evergreen coniferous forest in Japan: comparison between vegetation index and process-based models (2016)
  • Author(s): Saitoh T., Nagai S.
  • Organizer: International Workshop on Vegetation Lidar and Application from Space
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2016-01-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 冷温帯林における生態系機能とその気候変動応答－常緑針葉樹林と落葉広葉樹林の比較－ (2015)
  • Author(s): 斎藤琢
  • Organizer: 2015年度日本生態学会中部支部会
  • Place of Presentation: 高山市民文化会館（岐阜県高山市）
  • Year and Date: 2015-10-24
  • Invited
• [Presentation] 岐阜大学高山試験地の常緑針葉樹林フラックスサイトにおけるスギ個葉光合成の季節変化 (2015)
  • Author(s): 小林元・蔵屋諒丞・吉竹晋平・斎藤琢・ 安江恒
  • Organizer: 日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学，札幌
  • Year and Date: 2015-03-28
• [Presentation] 統合的手法による森林生態系機能の現状診断と変動予測 －高山サイトにおける取り組み－ (2015)
  • Author(s): 斎藤琢
  • Organizer: 第126回日本森林学会大会・森林水文ワークショップ
  • Place of Presentation: 北海道大学農学部，札幌市
  • Year and Date: 2015-03-25 – 2015-03-26
  • Invited
• [Presentation] 高山常緑針葉樹林サイトにおける生態系機能評価研究－10年目の総括と展望－ (2015)
  • Author(s): 斎藤琢
  • Organizer: 第62回日本生態学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学，鹿児島市
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-22
• [Presentation] カラマツ樹幹の局所冷却による形成層活動への影響 (2015)
  • Author(s): 桑山 明希,織部 雄一朗,安江 恒
  • Organizer: 第65回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀，東京
  • Year and Date: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [Presentation] Influence of climatic factors on an annual tree ring structures of Cryptomeria japonica (2015)
  • Author(s): Yu Hirano, Taku M. Saitoh, Hiroyuki Muraoka, Koh Yasue
  • Organizer: International Symposium on Wood Science and Technology 2015
  • Place of Presentation: タワーホール船堀，東京
  • Year and Date: 2015-03-15 – 2015-03-17
• [Presentation] スギ・ヒノキ林を対象としたＧＰＰ推定モデルの精度検証 (2014)
  • Author(s): 斎藤琢・永井信・近藤裕昭
  • Organizer: 日本気象学会2014年度秋季大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場，福岡，
  • Year and Date: 2014-10-21 – 2014-10-23
• [Presentation] ヒノキ光合成の季節変化におよぼす大気飽差と土壌水分の影響 (2014)
  • Author(s): 麦島啓央・小林元
  • Organizer: 中部森林学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学，名古屋
  • Year and Date: 2014-10-14