Light, water, and nitrogen acquisition and utilization characteristics of trees for assessing environmental adaptability and vulnerability of alpine trees

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06147
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40010:Forest science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Kamakura Mai 京都大学, 農学研究科, 教務補佐員 (40523840)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 高木限界 / 標高傾度 / 資源獲得・利用 / 生理生態 / 環境脆弱性

Outline of Final Research Achievements

We analyzed photosynthetic and water use characteristics of two deciduous broad-leaved (Sorbus matsumurana and Betula ermanii) and two evergreen coniferous (Abies mariesii and Pinus pumila) tree species on the treeline (the line connecting the highest patches of forest composed of trees at least three meters high) of Mt. Norikura, central Japan, to explore the physiological adaptations of trees to alpine environments. We monitored diurnal changes in leaf gas exchange rates and leaf and soil water potentials in each tree species during the growing season, as well as bulk leaf water relations based on pressure-volume curves and whole-tree hydraulic structures. The four species under study relied on different physiological characteristics at both leaf and plant levels for adaptation to their natural habitat.

Free Research Field

植物生理生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

東アジアでは、気候変動が森林生態系に長期的に深刻な影響を及ぼすと予測されており、将来的には植生分布が高緯度・高地へと移動し、年平均気温の上昇に伴って種の構成が変化する。従って、生物多様性の分布に関する理解を深め、環境ストレス要因に対する高山生態系の脆弱性を評価するためには、高山植物の生理生態学的特性の知見の蓄積が不可欠である。本研究では、日本の高木限界において共存する4樹種が、生息環境に適応して必要な資源（光、水、栄養分など）をどのように獲得し、利用しているのかを明らかにし、高山生態系に優占する樹種の分布や成長パターンについて新たな知見を提供した。