2015 Fiscal Year Annual Research Report
植生遷移に伴う落葉広葉樹林生態系機能の環境応答特性の変遷とその変動機構の解明
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15H04512
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
斎藤 琢 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助教 (50420352)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永井 信 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球表層物質循環研究分野, 研究員 (70452167)
村岡 裕由 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (20397318)
吉竹 晋平 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助手 (50643649)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 植生遷移 / 生態系機能 / 蒸散量 / 葉群フェノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重点研究サイトである50－60年生の落葉広葉樹林（AsiaFlux TKY）でこれまでに観測された樹冠カメラによる展葉・黄葉・落葉状況および樹液流データを利用して、先駆樹種であるダケカンバと二次林構成樹種であるミズナラの落葉フェノロジーと樹液流速の季節変化の対応関係を気象条件で場合分けし調査した。特に晴天日に着目し解析した結果、（１）ダケカンバの秋季の樹液流速は、ミズナラのそれと比較して、季節的に早く減衰する傾向があること、（２）このダケカンバ・ミズナラの秋季の樹液流速の減衰の相違性は、両樹種の葉群フェノロジーの相違性と良い対応関係があることが明らかとなり、林分の樹種構成が林分蒸散量の季節変化に影響を及ぼすことが示唆された。
本年度より、落葉性の林床構成種であるオオカメノキとノリウツギおよび常緑性のクマイザサの蒸散量の連続計測を開始した。8月末から12月の観測データを解析した結果、常緑性のクマイザサは上層木の落葉に伴い蒸散量が増加し、上層木の落葉直後に蒸散量の最大値を示した。また、秋季から冬季に関しては、群落全体の蒸散量に対するクマイザサの蒸散量の貢献割合が著しく高くなることが予想された。オオカメノキとノリウツギは、上層木の落葉前に落葉するため、クマイザサとは異なる蒸散量の季節変化を示した。このほか、毎木調査による林分の樹種構成の調査、生態系モデルへ導入するための既存データの整備も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本申請課題の目的は、植生遷移に伴う落葉広葉樹林生態系機能の環境応答特性の変遷とその変動機構をフィールド観測による実証研究と生態系モデル研究の統合により解明することである。特に、[Ⅰ] 樹種別の量的（葉量）・質的（光合成能、気孔開閉）な葉群フェノロジーおよび生態系機能（水・炭素循環）の環境応答特性と、[Ⅱ] 遷移過程に伴う林分を構成する優占種の変遷、に着目することで、生態系機能の現状診断と変動予測の精緻化・高度化を図るために、次の４つの課題を順次実施する。[Ⅰ] 重点研究サイトにおける葉群フェノロジー、水・炭素動態観測および林分動態調査、[Ⅱ] 量的・質的な葉群フェノロジーの環境応答特性の解明とモデル化、[Ⅲ] 生態プロセス観測に基づいた植生遷移と林分構造の動的変化の解明とモデル化、[Ⅳ] 植生遷移段階毎の生態系機能の環境応答特性の解明と気候変動の影響評価。
本年度は、ダケカンバ・ミズナラを対象とした葉群フェンロジーと個体別相対蒸散量の関係性を調査することで、蒸散量の樹種特性を明らかにすることができ、観測データに基づいた解析は順調に進んでいる。また、茎熱収支法による林床ササ群落および林床低木の蒸散観測を立ち上げ、厳冬期を除く連続観測が順調に実施されている。また、林分構造の動的変化を解明するための林分動態調査も実施した。以上のことから、初年度の目標を概ね達成していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、植生遷移初期から植生遷移後期の林分を構成するシラカンバ・ダケカンバ・ホオノキ・ミズナラ・ブナなど多様な樹種を対象として樹冠カメラによる葉群フェノロジー観測および蒸散量観測を開始し、重点研究サイトにおける葉群フェノロジー、水・炭素動態観測を強化する予定である。また、これまでに蓄積された観測データおよび新規観測データを基に、林分を構成する樹種間の水・炭素循環の環境応答特性の相違性・特異性に関する解析を進める。生態系モデルに関しては、これらの観測データを組み込めるように適宜高度化の準備を進める予定である。
平成29-30年度は、平成27-28年度に立ち上げた観測を継続するとともに、観測データを基に樹種毎の葉群フェノロジーと水・炭素循環の対応関係を調査し、これらを過去の観測データを含めた林分動態情報と統合し、生態系モデルへの導入をはかる。これにより、各遷移段階における水・炭素循環の個体から群落全体へのスケールアップを実施する。また、遷移段階毎の気候/気象に対する生態系モデルの感度実験を行い、植生遷移に伴う群落全体の生態系機能の環境応答特性の変遷を解明する。
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