2017 Fiscal Year Research-status Report

Concurrent measurement of water content, sap flow and pressure potential of tree stems

Research Project

Project/Area Number	17K07882
Research Institution	Forest Research and Management Organization
Principal Investigator	中田了五国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所林木育種センター, 主任研究員等 (60370847)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	辺材 / 圧ポテンシャル / 樹幹 / 水分通道性 / 樹幹含水率 / 樹液流量
Outline of Annual Research Achievements	樹木樹幹の水分通道性をin situかつin vivoで高い時間解像度で長期間連続的に計測してその解析を発展させることによって、簡易な方法による水分通道性の評価法の確立を目指すために、樹幹含水率・樹液流量・辺材圧ポテンシャルという三種類の水分通道特性のモニタリングを行った。平成29年度は、これまでの研究から継続して樹幹含水率と樹液流量の連続計測を実施し、さらに辺材圧ポテンシャル計測法を開発してカラマツを材料として試行し、三種類の水分通道特性の同時計測を開始した。樹幹含水率については、これまで取り組んできた針葉樹3種（スギ、カラマツ、トドマツ）に加え、水分通道特性が大きく異なると考えられる広葉樹2種（ミズナラ、シラカンバ）を研究対象に加えた。辺材圧ポテンシャルは、装着法に工夫を加えた直径デンドロメータを利用して辺材幅の変動を計測することによって行なった。辺材幅変動を辺材圧ポテンシャルに変換するために測定対象木から得た試料のヤング係数を実測した。供試木の樹冠内に温湿度計を設置して、vapor pressure deficit (VPD)の計測を実施した。三種類の水分通道特性と気象条件は研究期間を通し10分間隔で計測した。辺材幅の変動は、気象条件（気温、VPD、アメダスデータによる降水量）と樹幹含水率と樹液流量の変動とよく対応していた。辺材幅の日変動と樹幹ヤング係数から計算した辺材圧ポテンシャルの値と日変化量は、これまで観測・推定されている値と同程度であった。圧ポテンシャル測定機器の熱膨張・収縮の補正、樹幹含水率測定におけるノイズの除去、樹液流量測定における誤差の低減などの計測手法の改良が必要なものの、上記の結果からは本研究で開発した方法で辺材の圧ポテンシャルの長期間連続計測が可能となったと結論できる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 辺材圧ポテンシャル計測の試行が成功したと判断できること、樹幹含水率と樹液流量モニタリングのデータが順調に蓄積できていること、により研究の主要部分は順調に推移しているとできる。試行を順調に実施できたため、辺材圧ポテンシャル計測機器の細部仕様を早期に決定することが可能となったが、この点についてプラスに評価できる。研究計画に比べ予算減となったために計画していた機器の購入が不可能となったため、針葉樹の対象樹種の拡大とプレッシャーチャンバー法によるシュートの水ポテンシャル計測を断念したことは、マイナスの評価となる。以上を勘案して、全体的には研究の進捗は概ね順調と評価した。
Strategy for Future Research Activity	辺材圧ポテンシャル計測の試行が期待以上の結果となったことから、30年度当初より辺材圧ポテンシャルの対象樹種を拡大し、スギに対して適用を図る。辺材圧ポテンシャル・樹幹含水率・樹液流量計測に伴う測定誤差を低減するための補正や装置装着法の検討を進める。三種類の水分通道特性の計測のためには樹幹を傷つける必要があるが、これが水分通道特性に及ぼす影響を評価する。研究計画で計画した機器が予算不足で購入できないことについては今後代替の方策を検討する。
Causes of Carryover	研究計画に対して交付決定では予算が減額されたことにより29年度の購入を計画した高額機器が年度当初には購入できなかったこと、初年度の研究実施により使用機器の詳細な仕様が固まったことにより、年度後半に今後の予算使用計画を組み立て直した。その結果、上記高額機器の購入を断念し他の機器の購入を行ったため、初年度使用額が減少した。次年度使用額は研究2年目となる30年度に購入する測定機器に充当する予定である。