2018 Fiscal Year Research-status Report
Tree water use under the restriction by snow-integrated analysis and reproduction of forest gas exchange in snowy mountains
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18K05748
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
宮沢 良行 九州大学, キャンパス計画室, 助教 (80467943)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 清 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (10343790)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 冷温帯林 / 蒸散 / 通水器官 / 多雪地 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、研究の核心であるブナとミズナラの水利用への積雪の影響の検証に取り組んだ。樹液流センサーを製作して樹木個体に設置し、日中変化や季節変化を調べることで、光合成で必要とされる水の供給が十分に為されているのかどうかの検証を行った。試験地には、八甲田山麓にある、積雪深の異なる2サイト(C, K地点)を選び、葉量、樹液流速度と気象データの連続観測を行った。5月に開始された観測により、最も水利用が盛んになるのが5月であること、それが蒸発の最も活発な(蒸発要求能の高い)時期と一致すること、さらに蒸発要求能の変動があっても水利用に大きな違いが見られないことと、が明らかとなった。大気の蒸発要求能が増加しても水利用料が変わらないと言うことは、植物が自発的に水利用を抑制していることを意味している。乾燥環境下の植物では光合成での葉と大気とのCO2や水蒸気の交換の窓口である気孔を閉鎖し、水の損失を防ぐことが知られているが、年降水量が2000mmを超え、冷涼な八甲田の気象条件下でのこうした結果はこれまでの研究の知見とは大きく異なる。これまでのブナやミズナラの葉の特性を基に推定される、葉が必要とする水の量は蒸発要求能と共に推移することがモデル計算により明らかになったことから、ブナやミズナラでは葉が光合成のために早夏以降に水を寄り多く要求するにもかかわらず、幹、または根が要求されるだけの水を供給できていなかったことが示唆された。こうした葉での水の需給不均衡は、過剰な水利用に伴う通水器官への負荷が限界に達した場合に報告があるが、本年度の研究では通水器官や、そこへの負荷についての知見は得られなかった。この後の研究では、葉での水需給の不均衡発生時の通水器官の状態の解明が求められる。
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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
本年度では多雪地の樹木が、原因の特定までは到達していないものの、思うように葉に水を供給できていないこと、そのような事態が早夏など光合成にとって重要な時期にも発生していることの傍証を得ることができた。試験地の設置も行うことができたので、来年度には多雪地での水需給の不均衡をもたらしうる原因として注目する通水特性の計測の準備もできた。年度の終わりには気候は似るものの積雪深の低い弘前大学での計測も立ち上がっており、雪の影響の抽出、およびその原因の特定という、2年目の目標に向け、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
多雪により、樹木の水供給が葉の水要求に応じられなくなっていることまでは明らかになったので、今後はその原因の特定と、その原因と多雪という現象との関連の解明が求められる。原因には、水を供給できない：供給することで供給源の通水器官に過剰な負荷がかかるため、という仮説を挙げているので、その検証をする予定である。検証には、みずの需給不均衡が発生しているときの通水器官への負荷の定量と、その負荷が通水器官に及ぼす影響など、解剖学的な手法が必要とされる。本年度にはその手法の習得や機材の収集も行っていることから、今後の研究推進への順位は整っている。
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| Causes of Carryover |
本年度は、設置予定だった観測サイトのうち、冷気湖サイトと弘前大学キャンパスサイトの設置を来年度および年度末に移行したため、出張旅費およびサイト設営に必要な物品費が当初の予定よりも低くなった。サイト設置の遅延の余力で既設サイトの充実を行ったが、新規のサイト設置ほどの経費は要さなかった。来年度には新規サイトの設営もある一方で、来年度予定していた既設サイト(八甲田山2サイト)の充実は完了していることから、当初の予定通りの予算執行になると考えられる。
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