Stoichiometric effects of leaf litter on grazing and detritus food chains in aquatic ecosystems.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03315
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45040:Ecology and environment-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Urabe Jotaro 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50250163)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 湖沼 / 異地性有機物 / 落葉 / 生食連鎖 / 腐食連鎖 / 生態化学量論 / 樹木 / 藻類

Outline of Final Research Achievements

This study measured the concentrations of nutrients and organic matter leached from leaf litter of 11 tree species when immersed in water. The results showed that the leaching efficiencies of carbon, nitrogen, and phosphorus differed greatly among leaf litter species, with phosphorus having the highest leaching efficiency for all tree species, followed by carbon. Then, the study We then examined algal growth rate and CNP stoichiometry in litter leachate culture media from the 11 tree species. Both algal growth rate and stoichiometry were highly variable among leaf litter species. We also examined changes in aquatic communities developed in the microcosm with different leaf litter species, and showed that the relative importance between the grazing and detritus food chains for supporting higher trophic levels in aquatic ecosystems may change if the composition of tree species supplying leaf litter in the watershed is altered.

Free Research Field

生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

個々の生態系は独立に成立しているのではなく、異地性有機物のフロー、すなわち栄養補償を介して関連している。これまで、森林から河川湖沼に流入する落葉などの異地性有機物は、炭素・エネルギー源となるため、腐食連鎖を通じて水圏高次生産を涵養していると考えられてきた。しかし、本研究により落葉は植物プランクトンの栄養源としても重要で、生食連鎖も促進すること、しかしその影響の大きさは落葉樹種によって異なっていること、などが実験的に示された。これら結果は、集水域の植生変化は河川湖沼生物群集にも大きく影響する可能性を示しており、水圏生態系の保全には集水域植生を健全に維持していくことの重要性を示している。