2020 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification of carbon allocation within tree stem by 13CO2 pulse labeling and development of a radial growth model
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20H03041
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
安江 恒 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (00324236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香川 聡 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (40353635)
半 智史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40627709)
斎藤 琢 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 准教授 (50420352)
檀浦 正子 京都大学, 農学研究科, 助教 (90444570)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 炭素配分動態 / 肥大成長 / フェノロジー / 13CO2ラベリング / 生態系炭素循環モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
樹木の肥大成長量や材密度の変動予測を可能とする「肥大成長モデル」の開発を行う事を目的とし，第一に光合成産物の肥大成長への配分過程の季節変動をあきらかにするための13CO2パルスラベリング実験を行った。落葉針葉樹であるカラマツを対象に，展葉中（4月），展葉完了後（5月），肥大成長最盛期（6月），肥大成長終了後（10月）に計８個体を対象にラベリングを行った。肥大成長終了後にφ４ｍｍコア試料を採取し，コア試料から非構造性炭素(NSC)を抽出し炭素同位体比を測定する手法を確立した。カラマツ成木を対象に6月，9月，11月に同一個体から試料採取を行った。切片作製とデンプン粒の染色による顕微鏡観察に加えて，抽出したデンプンの呈色反応による定量解析を行った結果，6月から11月にかけて辺材外層において季節変動が大きいこと，辺材全体としては絶乾重量あたり1%程度のデンプンが貯蔵されていることが明らかになった。
第二に，樹体内バイオマス成長量を観測するために，樹幹においてはナイフマーキング法による肥大成長経過の観測を行った。スギ，カラマツを対象に，スキャナ法による細根成長量の季節動態観測を開始した。2020年に埋設予定であったが，コロナ禍のために2021年度に観察用ボックスの埋設を実施した。
第三に，生態系モデル（BiomeBGC）を利用したスギ林における炭素循環の再現性について 検討した。高山常緑針葉樹林サイトを対象としたモデルのパラメタ設定を行い， フラックス観測データ，毎木調査データ等を用いてその精度検証を行った。その結果，総一次生産量，生態系呼吸量，純生態系生産量を決定係数0.34～0.97の精度で再現可能であった。並行して，BiomeBGCおよびその最新版である BiomeBGCMuSoを利用した肥大成長推定について検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
カラマツのパルスラベリング実験において，６月までは計画どおり進行したが，６月以降落葉病が発生したために夏季におけるラベリング実験が実施出来なかった。また，細根成長の季節変動観測については，コロナ禍のために2020年度における観測開始が出来ず2021年度に観察用ボックスの埋設を実施し観測を開始した。これら以外の観測および検討については順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度の落葉病に伴い実施出来なかったカラマツにおける下記のラベリングについては2021年度に実施する。また，同理由により測定出来なかった針葉量については，枝の長さと径および短枝数より推定することとした。
2021年度については，スギおけるラベリング実験の実施を行う。2020年度にラベリングを行ったカラマツについて伐採，掘りとりを行い，器官量の測定と炭素同位体比の測定を行う。
確立した手法を元に非構造炭素の測定を行う。生態系モデルの改良については引き続き検討を行う。
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