development of Masting Synchronization Theory

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21347
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 41:Agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, and related fields
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Sakai Kenshi 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 特任教授 (40192083)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤木 大介 兵庫県立大学, 自然・環境科学研究所, 准教授 (30435896) ; 伴 琢也 東京農工大学, 農学部, 准教授 (20325046) ; 森山 裕充 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20392673)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: 豊凶同期 / 時空間カオス / 拡散結合 / 隔年結果 / 隔年結果 / ピスタチオ / コナラ / ウンシュウミカン

Outline of Final Research Achievements

Three types of synchronisation mechanisms are known for tree populations (masting/alternate bearing): indirect coupling by pollen, common noise and direct coupling by physiological fusion. In this study, a unified cooperative model is developed and validated using yield data from Pistachio, Quercus serrata, Beech, Quercus and Citrus Mandarin. In addition, a phase analysis method is proposed, which is effective for the quantitative analysis of masting/alterane bearing data and the estimation of parameters of the developped models.

Free Research Field

農業機械学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

樹木堅果および果樹における豊凶同期現象のメカニズム解明は、森林管理、野生動物管理、果樹栽培の効率化などの官憲から重要である。豊凶同期の要因として、花粉結合、微気象による共通ノイズ、植物体同士の何らかの生理融合、およびそれらの組み合わせと考えられる。これらを統一的に記述する数理モデルと実データの空間位相同期解析手法によって、豊凶変動の時空間同期メカニズム解明に有効である点で学術的意義が高い。また、決定論的非線形予測手法による翌年の収量予測、また、同期強度の広域分布の推定など社会的課題解決に有用や手法であり社会的意義も高い。