Effects of tree cutting on plant and animal communities in forest canopy: implication from old-growth Yakusugi forest in Yakushima Island

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K06090
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 佐伯 いく代 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (70706837)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 弘明 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (50346251) ; 東 若菜 神戸大学, 農学研究科, 助教 (20780761) ; 長田 典之 名城大学, 農学部, 准教授 (80400307) ; 太田 民久 富山大学, 学術研究部理学系, 助教 (60747591)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 林冠生態系 / 生物多様性 / 生物群集 / 遺伝子解析 / 人為攪乱 / 森林 / 屋久島 / ヤクスギ

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、屋久島のヤクスギ林を対象として、林冠生態系の生物多様性の特徴とそれが維持されるのに必要な物質の動態を調査し、これらが森林伐採などの人為的攪乱によってどのように変化するのかを明らかにすることである。林冠は、生物多様性の高い空間として知られているが、人がアプローチしづらいため、科学的なデータが不足している。申請者らは、木登り技術を利用し、ヤクスギの巨木の林冠生態系について詳細な調査を行いたいと考えている。2020-2021年度は、新型コロナウイルス感染症の拡大により、現地調査やサンプル採集などを予定どおり実施することが困難であった。しかし、感染者数が比較的低く抑えられていた時期に、調査地を訪れることができ、ヤクスギの樹上の生物群集について調査を実施することができた。具体的には、調査対象とするヤクスギ個体に登攀し、林冠に堆積した落葉や土壌を採集した。採集は、1個体につき、高さの異なる2地点からとし、林冠に着生する植物などへの影響がなるべく出ない場所を選ぶこととした。採集したサンプルを対象として、ツルグレン法により、土壌動物の抽出を行った。抽出した土壌動物群集はエタノールに固定し、DNAを抽出した後、ミトコンドリアDNAのシトクロームオキシダーゼサブユニットI（COI）領域を対象としてDNAメタバーコーディング解析を実施した。その結果、無脊椎動物に由来する塩基配列（OTU；Operational taxonomic unit）を多数、検出することができた。これは、林冠に堆積した落ち葉や土壌をすみかとして、多様な生物が生息していることを示唆している。また、調査対象木の樹齢が比較的若い個体であっても、採集箇所によっては多様な土壌動物が生息していることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020-2021年度は、新型コロナウイルス感染症の拡大により、現地調査やサンプル採集などを予定どおり実施することが困難であった。特に、緊急事態宣言が発令されたり、また、感染者数が多かった期間においては、調査地である屋久島に、調査チームを組んで訪問することが難しかった。そのため、研究の進捗としてはやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウイルス感染症の状況に留意しつつ、計画していた現地調査やサンプル採集などを確実に実施できるようにしたい。これまでの調査から、ヤクスギの林冠より土壌生物群集のサンプル採集が可能であり、かつ、DNAメタバーコーディング技術によって一定の解析ができることが明らかとなった。こうした成果を活かしながら、今後の研究につなげていきたい。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの感染拡大により、予定していた調査の一部を実施することができなかった。そのため、研究費の実績額が減少し、次年度使用額が生じた。これらの予算は、次年度の調査で使用する計画である。