2023 Fiscal Year Annual Research Report

Clarification of carbon allocation within tree stem by 13CO2 pulse labeling and development of a radial growth model

Research Project

Project/Area Number	20H03041
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	安江恒信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (00324236)
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, 准教授 (90444570)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
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
Outline of Annual Research Achievements	第一に，光合成産物の樹体への配分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カラマツおよびスギについて行った。葉，幹と粗根の年輪の13C濃度および幹と粗根の各年の木部重量成長量を測定し，光合成産物の樹体への配分割合を算出した。両樹種共に樹体に固定された炭素の大半は幹に存在した。カラマツにおいて，固定された炭素の割合は肥大成長が盛んな時期は18%に達したのに対して春と秋には数%であった。翌年への持ち越し分は主に葉に配分された。一方，スギにおいて固定された炭素の割合の季節変化は比較的小さく，11-16%の範囲であった。春および秋の光合成生産物の一部は翌年木部へ配分されたが，翌年葉への配分は認められなかった。第二に，カラマツとスギ林分において，地下部細根動態の観察を行った。カラマツでは5月の初旬に直径2-0.5mmの細根が出現し，より直径の小さな0.5mm以下の細根は6月に発達した。反対にスギでは0.5mm以下の細根が5月に出現し，その後直径2-0.5mmの細根が出現した。第三に，カラマツとスギ成木樹幹における可溶性糖の含有量の樹幹放射方向および季節変動について解析と取りまとめを行った。可溶性糖は辺材最外層に多い傾向があった。デンプンは辺材外層では存在しない時期があるのに対して，辺材内層では年間を通じて一定量存在した。以上の観測と解析により，異なる季節における光合成生産物の動態と樹体への配分パターンの違いを定量的に明らかにする事が出来た。最後に，炭素配分比の季節変化を考慮した生態系モデル（BiomeBGCMuSo）を用いてスギ林の炭素循環と幹バイオマスの年増加量の推定を行ったところ，観測値の変動傾向と比較的一致した（決定係数0.42）。しかしながら，モデル推定値の年々の変動幅は小さい傾向にあり，炭素配分比に関するさらなる検討が必要であることが示唆された。
Research Progress Status	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。