2018 Fiscal Year Research-status Report
Exploring a tree ecophysiological index to evaluate nitrogen saturation in forest ecosystems
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18K11664
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
渡辺 誠 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50612256)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 窒素飽和 / 指標 / 窒素利用効率 / 樹木生理生態学 / 大気汚染 / コナラ / 成木 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、里山の代表的な樹種であるコナラを対象として、光合成における窒素利用特性の、窒素飽和の進行に対する応答を明らかにし、樹木生理生態学の視点から窒素飽和の指標を提供することを目的としている。本研究は大きく野外調査と実験的研究に分けられるが、まず調査に先立って、コナラの近縁種のミズナラと同じブナ科であるブナに関して樹冠内の葉の光合成特性の鉛直分布を解析した。その結果、樹冠上部の葉に窒素が多く投資されていること、その結果として光合成活性が高くなることを確認した。野外調査においては、土壌の窒素利用性が大きく異なる東京都八王子市（窒素飽和）と埼玉県秩父市（窒素欠乏）のコナラ林において調査を行った。ロープ登攀技術によってコナラ成木の樹冠にアクセスし、樹冠の最上部から最下部までの様々な位置の当年シュート（その年に展開した葉と枝を合わせたもの）を採取し、シュートの成長、光合成酵素のRubiscoと色素のクロロフィルおよび窒素含量について調査した。両方の調査地のコナラにおいて、樹冠上部の葉では窒素のRubiscoへの利用割合が高く、樹冠下部では窒素のクロロフィルへの利用割合が高かった。また、樹冠上部の方がシュートの成長量は大きかった。しかしながら秩父の調査地のコナラに比べて、窒素飽和が認められている八王子の調査地のコナラでは、樹冠上部と下部の窒素利用特性の違いが小さく、窒素利用特性の樹冠内鉛直分布が緩慢であった。実験的研究においては、コナラ苗に対する窒素とリンの施肥実験を行い、個体が吸収した窒素に対する個体乾重量の増加量で表される窒素利用効率を評価した。その結果、①窒素施肥にともなって窒素利用効率が低下すること、②リン施肥を行っても窒素施肥に伴う窒素利用効率の低下は抑制されないことが明らかになった。本年度の成果の一部は国際学会で発表し高い評価を得た。
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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
野外調査に関しては、悪天候などの影響を受け日程が限られてしまったため、調査地点を減らすことになった。一方、調査を行った地点については予定通りデータを採取することができた。実験的研究に関しては当初の予定通り進めることができた。研究成果発表に関して、実験的研究については国際会議においてポスター発表を行った。また、野外調査および実験的研究の成果について、投稿論文の執筆を進めている。野外調査において遅れが生じたが、その他の部分が順調に進行していることと、論文の執筆について当初の予定より早く進められていることから、全体としては、「研究はおおむね順調に進展している」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目の野外調査においては、調査地点を５地点に増やし、初年度の成果の普遍性を調査する。さらに、各調査地において測定項目を増やし、より明確な窒素飽和の指標となるパラメーターの検索を行う。また、個葉レベルの光合成速度を野外のコナラ成木で調査するために、これまでコナラのような環孔材では測定が難しいとされてきた切り枝のガス交換速度の測定方法の検討を行う。実験的研究においては、２年目においてもコナラ苗に対する窒素とリンの施肥実験を行い、特に葉の光合成特性とその窒素利用特性に着目した調査を行う。調査にあたっては、葉のガス交換機能だけでなく生化学分析も行い、野外調査で利用できる可能性のある指標についての探索も行う。現在執筆中の論文を投稿するとともに、国内外で学科発表を行い、積極的に成果公開を行っていきたい
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| Causes of Carryover |
悪天候に伴う野外調査の中止があったため、それに伴う旅費が残った。次年度の調査旅費として使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
