2019 Fiscal Year Research-status Report
Diversification of tropical rain forest ecosystems as consequences of asymmetric tree adaptations to nitrogen vs. phosphorus deficiencies
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18KK0206
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北山 兼弘 京都大学, 農学研究科, 教授 (20324684)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相場 慎一郎 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (60322319)
宇野 裕美 京都大学, 生態学研究センター, 特定准教授 (30803499)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 生態系生態学 / 元素欠乏 / 生理学 / 生物地球化学 / 群集生態学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では以下の２仮説を検証し、熱帯降雨林生態系の空間的変異のメカニズムを明らかにする。
１）熱帯降雨林生態系では、内在的な生物地球化学的作用によりP欠乏とN欠乏を2つの端点とする環境傾度が形成される。2）この傾度にそって樹木が非対称な応答を示すことで、熱帯降雨林生態系は空間的に変異する。
これらの仮説を検証するために、当該年度においては、マレーシア・サバ州（ボルネオ島）において、堆積岩起源の土壌上に成立している熱帯降雨林に複数の調査区を設定し、それぞれの樹木種組成を明らかにした。各調査区において、土壌断面を5か所掘削し、表層の有機物層から下層に向けて、土壌サンプルを採集し、サバ州内の共同研究施設に持ち帰った。
採集した土壌の一部については、ジチオナイト（還元剤）により土壌Fe・Alを溶解し、ICP（発光プラズマ分光分析法）によりFe・Al濃度を定量した。さらに、各新鮮土壌サンプルについて、pH、無機態N、可溶性P、全P、吸蔵態Pを決定した。さらにフォーリン法により土壌可溶性フェノール濃度を決定した。以上の分析により、難分解性の有機物が酸性化、低N可給性を引き起こし、一方易分解性有機物がFe・Al酸化物優占、P吸蔵化、低P可給性を引き起こしているのかどうかを検討した。
各調査区で優占樹種を選択し、陽葉と材サンプルを各種4個体から採集し、冷蔵して実験室に持ち帰った。現地実験室において熱風乾燥後に粉砕し、日本に持ち帰り硫酸・過酸化水素により湿式灰化し、PについてはICPにより、Nについては比色法により定量した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染拡大に伴う国外調査制限のために予定した土壌採集と化学分析を完結できなかった。このため、一部の土壌分析（土壌呼吸速度の測定、ジチオナイトによる土壌Fe・Al溶解）に遅れが出ている。その他の土壌分析項目（pH、無機態N、可溶性P、全P、吸蔵態P）については、採集した土壌については完結した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当年度は土壌採集の遅れを取り戻すために、年度の早い段階でマレーシア・サバ州における調査を終了し、さらにインドネシア・西カリマンタン州においても現地調査を実施する。
まず、マレーシア・サバ州の堆積岩起源の土壌上に成立している熱帯降雨林に調査区を増設する。主要な調査対象候補地域は、デラマコット森林保護区である。複数の調査区を設定し、毎木調査を行って、調査区内の樹木の胸高直径を測定するとともに、樹種同定を行い、群集解析のためのデータを得る。さらに、各調査区において土壌断面を掘削し、土壌サンプルを採集し、サバ州内の共同研究施設と京都大学に持ち帰る。また、各調査区で優占樹種から陽葉と材サンプルを採集し、冷蔵して現地実験室に持ち帰る。
西カリマンタン州においては、氾濫原上の生態系に着目し、過湿な土壌条件下では、土壌中のP画分が乾性条件下とどのように異なるのかを解析する。乾性から過湿に向かう土壌湿度の傾度に沿って、土壌湿度の異なる複数のサイトを選び植生の構造と組成を記録する。さらに、各サイトから土壌を採集し、インドネシア側共同研究施設において風乾させ、保存する。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルスの感染拡大のために、予定したマレーシアにおける海外調査と採集する予定であった土壌に関する化学分析を実施することができなかった。状況が改善し次第にマレーシアにおいて海外調査を実施し、土壌を採集する予定である。化学分析については、研究員を雇用し、遅れている化学分析を進めると同時に、生態系の栄養塩循環に関する解析を行う。
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