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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Estimating climatic controls of forest plants in East Asia and predicting their distribution changes in the past, present and future

Research Project

Project/Area Number 15H02833
Research InstitutionTokyo University of Agriculture

Principal Investigator

田中 信行  東京農業大学, 国際食料情報学部, 教授 (80353762)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松井 哲哉  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 (20414493)
比嘉 基紀  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 講師 (60709385)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2020-03-31
Keywords分布予測モデル / 生態系保全 / モニタリング / 気候温暖化 / 潜在生育域 / 植物生態学 / 適応策 / 脆弱性
Outline of Annual Research Achievements

東アジアの主要樹種のひとつであるカバノキ科のヤエガワカンバは、東アジアの大陸部では広域に分布する普通種である。しかし日本列島のヤエガワカンバは本州中部山岳と北海道にのみ隔離分布する。この分布の謎を解明するために、分布を気候条件から説明する生態ニッチモデルを構築し、最終氷期から現在までの潜在生育域の変化を推定した。
モデルの構築にあたり、従属変数である種の分布情報は、既存のヤエガワカンバの分布図や文献から抽出、または現地調査により分布を特定した。説明変数に用いた最終氷期最寒冷期、完新世中期および現在の気候条件は、既存のGCM気候シナリオ(CCSM4, MIROC, MPI)から、生態学的に意義のある19の変数(Bioclim)を用いた。分布予測モデルは、Maximum entropy principle algorithms (MaxEnt)を使用した。その結果、モデルの予測精度を示すAUC(Are Under Curve)は0.95を示し、高精度なモデルの構築に成功した。約2万年前の最終氷期最寒冷期のヤエガワカンバの潜在生育域は、中国大陸の中部から東部、極東ロシア、韓半島、日本列島にかけて連続的に分布していたと予測された。その後、約6,000年前の完新世中期には、分布が全体に北方に移動し、韓半島から極東ロシア沿海州が分布の中心となった。日本列島の分布もこの時期には中部地方と北海道に分断された隔離分布を示した。以上のことから後氷期の温暖化は大陸のヤエガワカンバの分布北上を促し、一方で日本列島における温暖湿潤化と多雪化は本州と北海道の隔離分布を促進したことが示唆された。本成果は、気候変動の影響評価技術の高度化と適応技術の開発に貢献しうる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

日本と東アジア大陸に分布するカンバ科ヤエガワカンバの研究成果を公表できたことから、順調に進展していると判断した。また、温暖化影響予測とともに重要な影響検出を行うため、国内でモニタリング調査を実施しているが、2018年度は、温暖化に対して脆弱なブナ林が分布する筑波山において、5年おきに行われている森林モニタリング区(1ha)の調査、ブナの開花結実調査を実施した点も意義がある。

Strategy for Future Research Activity

今年度の成果以外にも成果が挙げられる可能性があるものとして、ロシアの科学アカデミーとの共同研究(ハイマツ分布の現在、6,000年前の温暖期、最終氷期の分布変化予測)、北京大学との共同研究(温帯の重要属であるナラ属の常緑・落葉樹種の分布変化予測)が挙げられる。これらのとりまとめ、公表を行う。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] ロシア科学アカデミー植物園(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      ロシア科学アカデミー植物園
  • [Int'l Joint Research] 北京大学/雲南大学/国立台湾大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      北京大学/雲南大学/国立台湾大学
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] 国立樹木園/生物資源研究館(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      国立樹木園/生物資源研究館
  • [Journal Article] Formation of disjunct plant distributions in Northeast Asia: a case study of Betula davurica using a species distribution model2018

    • Author(s)
      Shitara T, Nakamura Y, Matsui T, Tsuyama I, Haruka O, Kamijo T.
    • Journal Title

      Plant Ecology

      Volume: 219 Pages: 1105-1115

    • DOI

      10.10007/s11258-018-0862-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potential impact of climate change on canopy tree species composition of cool-temperate forests in Japan using a multivariate classification tree model2018

    • Author(s)
      Matsui T, Nakao K, Higa M, Tsuyama I, Kominami Y, Yagihashi T, Koide D, Tanaka N
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 33 Pages: 289-302

    • DOI

      10.1007/s11284-018-1576-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 日本の寒帯・亜寒帯性針葉樹の分布と気候変動影響2018

    • Author(s)
      松井哲哉, 田中信行, 津山幾太郎
    • Journal Title

      生物の科学 遺伝

      Volume: 72 Pages: 70-78

  • [Journal Article] Vulnerability of subalpine fir species to climate change: using species distribution modeling to assess the future efficiency of current protected areas in the Korean Peninsula2018

    • Author(s)
      Yun J-H, Nakao, K, Tsuyama, I., Matsui, T., Park C-H, Lee B-Y, Tanaka, N.
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 33 Pages: 341-350

    • DOI

      10.1007/s11284-018-1581-5

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Climate change impact on potential habitats of buna (Fagus crenata) and a current migration process in the northernmost population in Japan.2018

    • Author(s)
      Tanaka, N., Kitamura, K., Matsui, T.
    • Organizer
      2018 International Association for Vegetation Science 61st Annual Symposium. Bozeman, Montana, USA. (2018.07)
  • [Presentation] Factors determining distributions of the vegetation boundary between evergreen and deciduous broad leaved forests in eastern Asia.2018

    • Author(s)
      Higa, M., Matsui, T., Nakao, K., Tanaka, N., Wang, Z.
    • Organizer
      2018 International Association for Vegetation Science 61st Annual Symposium. Bozeman, Montana, USA. (2018.07)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] How did disjunct distributions form during the Quaternary climate change in Northeast Asia? - A case study of Betula davurica Pall. using a species distribution model2018

    • Author(s)
      Shitara, T., Nakamura, Y., Matsui, T., Tsuyama, I., Ohashi, H., Kamijo, T.
    • Organizer
      2018 International Association for Vegetation Science 61st Annual Symposium. Bozeman, Montana, USA. (2018.07)
  • [Presentation] オリエントブナ(Fagus orientalis)における過去から現在への潜在生育域の分布変遷2018

    • Author(s)
      松井哲哉, Kavgaci, A., 高野宏平, 大橋春香, 平田晶子, Muenever, A., 田中信行
    • Organizer
      日本生態学会第65回全国大会 (2018年3月、札幌)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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