生物間相互作用に基づく種多様性維持メカニズムの解明と生態系機能に関する研究

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20380084
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 清和 研二 Tohoku University, 大学院・農学研究科, 教授 (40261474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅木 清 千葉大学, 大学院・園芸学研究科, 准教授 (50376365) ; 佐橋 憲生 独立行政法人森林総合研究所, 微生物生態研究室長 (10202102)
• Keywords: ジャンゼン-コンネル仮説 / 病原菌 / 種特異性 / 接種試験 / スギ人工林 / 種多様性 / 生態系機能 / 間伐強度

Research Abstract

温帯林でのJanzen-Connell効果の成立過程を明らかにするため、立ち枯れ病を引き起こす土壌菌の接種試験と3種の広葉樹における交互播種試験を行った。接種試験では、同一の遺伝的組成をもつ菌でも、同種成木下の土壌から採取したものは同種の実生のみを強く攻撃し、他種には強い被害を与えないことが明らかになった。この結果は病原菌の種特異性を強く示している。さらに交互播種試験では3種の母樹下いずれにおいても、同種の実生の死亡率が他種の実生よりも高く、かつ、その死亡要因は土壌菌による立ち枯れと葉の病気の種特異性によるものであることが示唆された。これらの結果は種特異的な病原菌が、母樹下でその種特的に働き、実生の置き換わりを引き起こしていることが示唆された。これは、Janzen-Connell効果の成立過程を病原菌の種特異性の観点から詳細に明らかにした初めての研究である。
間伐強度別スギ人工林(強度・弱度間伐・無間伐:各0.6hax3反復:平成15試験地設定済み)において、落葉広葉樹の種多様性回復機構を詳細に明らかにした。間伐は直後のR:FR比および土壌温度の上昇、リターの撹乱が遷移初期種の発芽、定着を容易にし、さらに実生の成長を促し、種多様性を増加させた。特に強度間伐は実生の成長が旺盛であり、林冠木の種多様性を回復させる上では有効な方法であることが明らかになった。また、弱度間伐は林床での広葉樹の多様性回復に止まることが示唆され、むしろスギの成長を主体に施業としては有効であることが示された。

Research Products

• [Journal Article] The effects of early and intense pruning on light penetration, tree growth, and epicormic shoot dynamics in a young hybrid larch stand. (2010)
  • Author(s): Takiya, M., Koyama, H., Umeki, K., Yasaka, M., Ohno, Y., Watanabe, I., Terazawa, K.
  • Journal Title: Journal of Forest Research (未定, In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cross Inoculation Tests with Phellinus noxius Isolates from Nine Different Host Plants in the Ryukyu Islands, Southwestern Japan. (2010)
  • Author(s): Norio Sahashi, Mitsuteru Akiba, Makoto Ishihara, Kazuhiro Miyazaki.
  • Journal Title: Plant Disease 94 Pages: 358-360
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution of genets of Cylindrobasidium argenteum in a river valley forest as determined by somatic incompatibility, and the significance of basidiospores for its dispersal. (2010)
  • Author(s): Norio Sahashi, Mitsuteru Akiba, Makoto Ishihara, Kazuhiro Miyazaki, Sin'Ichi Seki.
  • Journal Title: Mycological Progress. DOI : 10.1007/s11557-009-0652-y(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carbon allocation to defense, storage, and growth in seedlings of two temperate broad-leaved tree species (2010)
  • Author(s): Imaji A, Seiwa K
  • Journal Title: Oecologia 162 Pages: 273-281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Competition as a predisposing factor of crown dieback in a secondary forest of Betula maximowicziana in Hokkaido, northern Japan (2009)
  • Author(s): Ohno, Y., Umeki, K., Terazawa, K., Yasaka, M., Watanabe, I., Takiya, M.
  • Journal Title: Journal of Forest Research 14 Pages: 37-43
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pollen donor composition during the early phases of reproduction revealed by DNA genotyping of pollen grains and seeds of Castanea crenata. (2009)
  • Author(s): Hasegawa, Y., Suyama Y, Seiwa K
  • Journal Title: New Phytologist 182 Pages: 994-1002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] T Compensatory mechanisms for reproductive costs in the dioecious tree Salix integra. (2009)
  • Author(s): Tozawa M, Ueno N, Seiwa K.
  • Journal Title: Botany 87 Pages: 315-323
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distance- and density- dependent seedling mortality caused by several fungal diseases for eight tree species co-occurring in a temperate forest (2009)
  • Author(s): Yamazaki, M., Iwamoto, Seiwa, K.
  • Journal Title: Plant Ecology 201 Pages: 181-196
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatio-temporal variation of environmental signals inducing seed germination in temperate conifer plantation and natural hardwood forests in northern Japan. (2009)
  • Author(s): Seiwa, K., Ando, M., Imaji, A., Tomita, M., Kanou, K.
  • Journal Title: Forest Ecology and Management 257 Pages: 361-369
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): 豊益知伸・吉岡俊人・清和研二
  • Journal Title: 発芽と光、分担執筆 発芽生物学(吉岡俊人・清和研二編)(文一総合出版) Pages: 71-89
• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): 清和研二
  • Journal Title: 落葉広葉樹の発芽タイミング、分担執筆 発芽生物学(吉岡俊人・清和研二編)(文一総合出版) Pages: 153-172
• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): 小山浩正・清和研二
  • Journal Title: 生態学的発芽実験、分担執筆 発芽生物学(吉岡俊人・清和研二編)(文一総合出版) Pages: 327-343
• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): 清和研二
  • Journal Title: ハルニレ 日本樹木誌 日本樹木誌編集委員会(日本林業調査会) Pages: 529-547
• [Presentation] 落葉広葉樹2種の実生における成長・防御・貯蔵への炭素分配パターン (2010)
  • Author(s): 今治安弥・清和研二
  • Organizer: 第57回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京都)
  • Year and Date: 2010-03-16
• [Presentation] ミズキ母樹下における自種の死亡と他種の定着 (2010)
  • Author(s): 上野真郷・清和研二
  • Organizer: 第57回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京都)
  • Year and Date: 2010-03-16
• [Presentation] 持続可能な森林管理・林業経営に森林生態学はどう貢献できるのか? (2009)
  • Author(s): 清和研二
  • Organizer: 日本生態学会東北地区会
  • Place of Presentation: 東北大セミナーセンター(大崎市)
  • Year and Date: 2009-12-19
• [Presentation] 人工林の種多様性回復 -その科学的根拠と方向性 (2009)
  • Author(s): 清和研二
  • Organizer: 東北森林科学会
  • Place of Presentation: 宮城県庁ホール(仙台市)
  • Year and Date: 2009-08-24
• [Book] 樹木病害. 分担執筆 植物病理学(眞山・難波編) (2010)
  • Author(s): 佐橋憲生
  • Total Pages: 344
  • Publisher: 文永堂出版