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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Clarification of the mechanism of phenological mismatch and its impacts on pollination systems

Research Project

Project/Area Number 17K07551
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

工藤 岳  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (30221930)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsフェノロジカルミスマッチ / 高山生態系 / 送粉系 / ポリネーター / 開花時期 / マルハナバチ / 雪解け時期 / 種子食害
Outline of Annual Research Achievements

北海道大雪山系に設置したプロットで、高山植物群集の開花フェノロジー調査を継続した。調査地周辺部においてマルハナバチ類の訪花頻度と種構成の調査を行った。開花時期の変動が種子食害率に及ぼす影響を明らかにするための調査を継続した。調査地に設置した気象ステーションによる気温、日射、降水量の計測ならびに、地中温度の計測を行った。
高山植物群集の開花フェノロジーとマルハナバチ類の訪花活性季節性の経年変動解析を行い、気象環境との関連性について分析した。その結果、積雪の少ない場所に生える高山植物は気温の影響を強く受け,温度が高いほど開花の進行が早く,1度の気温上昇により開花期間は約4日間短縮されると予測された。一方で雪解けの遅い場所に生育する植物は,気温よりも雪解け時期の影響を強く受けることが明らかになった。更に温暖化によって1度の気温上昇と10日間の雪解けの早期化が起こった場合,高山帯の開花時期は約5日間短縮されるという予測が得られた。
マルハナバチ類の季節活性パターンは植物群集フェノロジーに比べて年変動が小さいが、活性ピーク時の個体密度は年度間で大きく変動することが示された。働きバチの発生と開花時期とのミスマッチのリスクは、雪解けの早期化により高まることが明らかとなった。ミスマッチに対する脆弱性はマルハナバチ種により異なり、高山帯で生活環を完結するエゾオオマルハナバチは、他のマルハナバチ種に比べて、ミスマッチの影響を受け難いことが示された。
ハクサンボウフウの種子食害昆虫であるササベリガの被害は、開花時期によって大きく変わることが示された。同じ個体群であっても、開花時期の年変動により種子食害圧は大きく異なることが判明した。気候変動により雪解け時期が変わると、種子食害の頻度が個体群間で変動することが予測された。
以上の解析結果は、学会などで発表すると伴に、複数の学術誌で発表した。

  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 気候変動が高山植生へ及ぼす影響とその保全対策の考え方―山岳国立公園における生態系変化の現状と気候変動適応策の可能性2020

    • Author(s)
      工藤岳
    • Journal Title

      生物の科学遺伝

      Volume: 74 Pages: 190~195

  • [Journal Article] Responses of photochemical efficiency and shoot growth of alpine dwarf-pine Pinus pumila to experimental warming, shading, and defoliation in Japan2019

    • Author(s)
      Amagai Yukihiro, Kudo Gaku
    • Journal Title

      Alpine Botany

      Volume: 129 Pages: 43~52

    • DOI

      10.1007/s00035-019-00217-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ecotypic divergences of the alpine herb Potentilla matsumurae adapted to fellfield-snowbed habitats across a series of mountain sky islands2019

    • Author(s)
      Hirao Akira, Shimono Yoshiko, Narita Kenji, Wada Naoya, Kudo Gaku
    • Journal Title

      American Journal of Botany

      Volume: 106 Pages: 772~787

    • DOI

      10.1002/ajb2.1290

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] When spring ephemerals fail to meet pollinators: mechanism of phenological mismatch and its impact on plant reproduction2019

    • Author(s)
      Kudo Gaku, Cooper Elisabeth
    • Journal Title

      Proceedings of the Royal Society B

      Volume: 286 Pages: 20190573

    • DOI

      10.1098/rspb.2019.0573

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dynamics of flowering phenology of alpine plant communities in response to temperature and snowmelt time: Analysis of a nine-year phenological record collected by citizen volunteers2019

    • Author(s)
      Kudo Gaku
    • Journal Title

      Environmental and Experimental Botany

      Volume: 170 Pages: 103843

    • DOI

      10.1016/j.envexpbot.2019.103843

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Phenological mismatch between bees and flowers early in the spring and late in the summer2019

    • Author(s)
      Kudo Gaku
    • Organizer
      International Pollinator Conference 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Male flower production for the escape from seed predation: gender variation in andromonoecious plants2019

    • Author(s)
      Kudo Gaku
    • Organizer
      日本生態学会第67回全国大会
  • [Presentation] Effectiveness of heterostyly visited by different types of pollinators2019

    • Author(s)
      Shibata Akari, Kudo Gaku
    • Organizer
      日本生態学会第67回全国大会
  • [Presentation] 雪どけの違いに対する高山性草本植物の生長応答2019

    • Author(s)
      重枝絢、工藤岳
    • Organizer
      日本生態学会第67回全国大会
  • [Presentation] エゾイソツツジとヒメイソツツジの繁殖をめぐる種間相互作用2019

    • Author(s)
      塩谷悠希、工藤岳
    • Organizer
      日本生態学会第67回全国大会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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