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Development of a technique to determine the origin of wood using oxygen and strontium isotopes of tree rings

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative bioarchaeological studies on human prehistory in the Japanese archipelago
Project/Area Number 24H01574
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (I)
Research InstitutionNational Museum of Japanese History

Principal Investigator

佐野 雅規  国立歴史民俗博物館, 大学共同利用機関等の部局等, 特任准教授 (60584901)

Project Period (FY) 2024-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords産地推定 / 古材 / 年輪年代学 / 酸素同位体比 / ストロンチウム同位体比 / 樹木年輪 / 年輪セルロース
Outline of Research at the Start

考古材の産地が特定できれば、当時の人間社会の行動範囲や他集団との交流、森林資源の利活用を具体的に記述することが可能となる。本研究では、樹木年輪の酸素同位体比による汎用性の高い年代決定手法を応用するとともに、ストロンチウム同位体比という独立した指標を統合することにより、木材の産地を高精度かつ定量的に判別する手法を開発する。

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究により、多地点で年輪データを取得することにより酸素同位体比から木材の産地を推定しうることが分かってきた。しかし、年輪の酸素同位体比は気候の影響を受けて変動するため、酸素同位体比単独では、類似した気候帯に生育する樹木の産地を識別することが難しい。本研究では、この酸素同位体比の弱点を補うため、気候の影響を受けないSr同位体比を併用して木材の産地を判別できないか検討することを目的とした。本年度は、まず木材に含まれるストロンチウム同位体比を効率よく測定するための実験手法の開発に取り組んだ。まず、マルチビーズショッカーによる木材の粉砕、1mm厚の薄板化、ミクロトームによる薄片化による前処理を行った。ついで、木材そのまま、ホロセルロース、セルロースの各段階で成分抽出したうえで、ホットプレート、マイクロ波分解装置を用いて硝酸に漬けたサンプルを分解した。また、木材を灰化処理して有機物を除去する方法も試した。上記の組み合わせで実験した結果、リグニンを除去する漂白過程で大部分のストロンチウムが溶出することや、灰化処理によりSrを効率的に回収できることが分かった。木材全てを使いMC-ICP-MSで各地のSr同位体を測定した結果、岩石のSr同位体マップと同じような数値の空間分布が木材Srに認められた。この結果に加え、年輪酸素同位体比ネットワークを用いることで産地の絞り込みが可能となることが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

木材のストロンチウム同位体比測定のための実験手法を検討して、大量分析に向けたプロトコルを作成した。次いで、日本各地で収集した木材サンプルのSrと酸素の同位体比を測定・解析し、産地判別の可能性を提示できた。

Strategy for Future Research Activity

産地判別の手法開発が主要なテーマであるため、昨年度の成果に基づき、1)ストロンチウム同位体比の測定プロトコルの改良と、2)産地が既知のサンプルを用いた参照基準となる空間マップの作成を進める。本年度は、研究協力者から提供される全国各地の木材を利用してデータを蓄積する。

Report

(1 results)
  • 2024 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2025 2024

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Reconstruction of drought and long-rain chronologies since the 17th century in central Japan using intra-annual tree-ring oxygen isotope ratios and documentary records2025

    • Author(s)
      Iizuka Hiroto、Sho Kenjiro、Li Zhen、Sano Masaki、Kato Yoshikazu、Nakatsuka Takeshi
    • Journal Title

      Climate of the Past

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 133-144

    • DOI

      10.5194/cp-21-133-2025

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tree-ring oxygen isotope cross-dating between southeastern China and central Japan2025

    • Author(s)
      Shi Shiyuan、Shi Jiangfeng、Nakatsuka Takeshi、Sano Masaki、Li Zhen、Shu Jiaping、Wang Xiaoying、Huang Jianqiu、Li Jinbao、Lu Huayu
    • Journal Title

      Dendrochronologia

      Volume: 91 Pages: 126319-126319

    • DOI

      10.1016/j.dendro.2025.126319

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Method to measure tree-ring width, density, elemental composition, and stable carbon and oxygen isotopes using one sample2024

    • Author(s)
      Xu Chenxi、Zhao Yaru、An Wenling、Zhao Qingyu、Liu Yucheng、Sano Masaki、Nakatsuka Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Forestry Research

      Volume: 35 Issue: 1 Pages: 56-56

    • DOI

      10.1007/s11676-024-01707-9

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Summer climate information recorded in tree-ring oxygen isotope chronologies from seven locations in the Republic of Korea2024

    • Author(s)
      Choi En-Bi、Park Jun-Hui、Sano Masaki、Nakatsuka Takeshi、Seo Jeong-Wook
    • Journal Title

      Frontiers in Forests and Global Change

      Volume: 7 Pages: 1269346-1269346

    • DOI

      10.3389/ffgc.2024.1269346

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A 1179-yr (417-1595 CE) tree-ring oxygen isotope chronology for northern Japan validated using the 774-775 CE radiocarbon spike2024

    • Author(s)
      Sano, M., Li, Z., Tsushima, A., Kimura, K., Nakamura, T., Ohyama, M., Sakamoto, M., Nakatsuka, T., Hakozaki, M.
    • Journal Title

      Radiocarbon

      Volume: - Issue: 3 Pages: 485-497

    • DOI

      10.1017/rdc.2024.55

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Methodological constrains of tree-ring stable isotope chronologies2024

    • Author(s)
      Arosio Tito、Torbenson Max、Bebchuk Tatiana、Kirdyanov Alexander、Esper Jan、Nakatsuka Takeshi、Sano Masaki、Urban Otmar、Nicolussi Kurt、Leuenberger Markus、Buntgen Ulf
    • Journal Title

      Quaternary Science Reviews

      Volume: 340 Pages: 108861-108861

    • DOI

      10.1016/j.quascirev.2024.108861

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 年輪セルロース酸素同位体比を用いたアカガシ亜属出土材の年代決定手法の開発2024

    • Author(s)
      加藤義和・佐野雅規・福山博章・李貞・中塚武
    • Journal Title

      文化財科学

      Volume: 89 Pages: 47-59

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 樹木年輪を中心とした過去2000年の気候復元2024

    • Author(s)
      佐野雅規
    • Journal Title

      季刊考古学

      Volume: 168 Pages: 16-20

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  • [Journal Article] 年層内分析による年代決定の高精度化2024

    • Author(s)
      佐野雅規
    • Journal Title

      季刊考古学

      Volume: 168 Pages: 74-76

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      2024 Annual Research Report
  • [Journal Article] 酸素同位体比年輪年代法による池上曽根遺跡柱根材の年代決定2024

    • Author(s)
      佐野雅規・箱﨑真隆・中塚武・坂本稔
    • Journal Title

      古代学研究

      Volume: 240 Pages: 34-38

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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 商用輸入されたアレルセ材の年輪年代測定2024

    • Author(s)
      佐野雅規, 上奈穂美, 坂本稔, 箱﨑真隆
    • Organizer
      第41回日本文化財科学会
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  • [Presentation] 酸素同位体比年輪年代法標準年輪曲線の新構築と今後の展望2024

    • Author(s)
      箱﨑真隆, 佐野雅規, 木村勝彦, 中塚武
    • Organizer
      第41回日本文化財科学会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 年輪酸素同位体比データの整備状況と考古材の年代決定2024

    • Author(s)
      佐野雅規
    • Organizer
      2024年樹木年輪研究会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸素同位体比年輪年代法による池上曽根遺跡大型掘立柱建物柱材の年代決定とその由来に関する考察2024

    • Author(s)
      箱﨑真隆, 佐野雅規, 坂本稔, 中塚武
    • Organizer
      第39回日本植生史学会大会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] Tree-ring oxygen isotope ratios vary with height in the trunk of the same tree2024

    • Author(s)
      Sano, M., Yasue, K., Nakatsuka, T.
    • Organizer
      The 8th International Asian Dendrochronological Conference
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      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tree-ring dating of Alerce timbers commercially imported into Japan2024

    • Author(s)
      Sano, M., Kami, N., Hakozaki, M., Tokanai, F., Sakamoto, M.
    • Organizer
      The 16th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Single-year radiocarbon measurement of Japanese tree rings of the first millennium BCE2024

    • Author(s)
      Sakamoto, M., Hakozaki, M., Mitsutani, T., Sano, M., Nakatsuka, T., Ozaki, H.
    • Organizer
      The 16th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2024-04-05   Modified: 2025-12-26  

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