2021 Fiscal Year Annual Research Report
Scaling of whole root/shoot respiration from seedlings to giant trees
| Project/Area Number |
19H02987
|
|---|
| Research Institution | Yamagata University |
|---|
Principal Investigator |
森 茂太 山形大学, 農学部, 客員教授 (60353885)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山路 恵子 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00420076)
石田 厚 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (60343787)
小山 耕平 帯広畜産大学, 畜産学部, 助教 (70709170)
吉村 謙一 山形大学, 農学部, 准教授 (20640717)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 個体光合成 / 個体蒸散速度 / 地上部呼吸 / 根系呼吸 / 根系配分 / 個体レベル / 水利用効率 / スケーリング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
樹木個体の根系と地上部の関係は、水と炭素の獲得を巡る適応を考える上で重要なトレードオフ関係にある。しかし、この関係は環境により変化する上、芽生え～稚樹～成木のサイズに応じても変化し、環境とサイズに応じた根系と地上部の関係は不明確な点が多い。これは、広いサイズ幅で環境の違いを考慮しつつ根系と地上部の関係を実測することが困難なためである。
本研究では、ブナ６産377個体を対象に発芽種子から成木までのサイズ幅で、明るい環境から暗い林床環境で生育する枯死寸前の個体まで根系と地上部の呼吸、重量、表面積の関係を個体全体で実測した。一部個体について個体蒸散速度、光合成速度の最大値を測定して、個体の水利用効率も評価した。光飽和時の個体光合成測定には、樹木サイズに応じ、約数百ccから約数百Ｌの装置を自作した。光合成は一定気温で光飽和時のポテンシャルを測定した。チャンバー内部にはCO2センサーとともにDCファンを入れ空気を十分に攪拌してCO2濃度変化を均一に保った。光飽和時の個体の蒸散速度測定は個体重量減少を電子天秤で測定し評価した。
個体呼吸、重量、表面積の根系への配分は芽生え～稚樹～成木で大きく変動した。特に芽生え期には、種子の貯蔵エネルギーの大半が根系に配分され、個体の水獲得能が強化された。その後、徐々に成木になるにつれ地上部への配分が高まり、個体の炭素獲得能が強化された。こうした個体サイズに応じた根系への配分変化に応じて、個体の水利用効率も変化した。これらの結果は、根系と地上部の関係が非線形のトレードオフにあることに起因していた。両者の関係から、成長初期に根系が成長を加速し、成木になるにつれ根系が地上部成長を抑制し、芽生え～成木で個体成長がＳ字型に制御されると考えられた。長期的に見ると樹木成長は根系が制御していると言えるだろう。
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
