2014 Fiscal Year Annual Research Report
世界自然遺産の小笠原樹木の乾燥耐性と種多様性維持機構の解明
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24370009
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
石田 厚 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (60343787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢崎 健一 国立研究開発法人森林総合研究所, 植物生態研究領域, 主任研究員 (30353890)
安田 泰輔 山梨県富士山科学研究所, 自然環境研究部, 研究員 (40372106)
中野 隆志 山梨県富士山科学研究所, 自然環境研究部, 主幹研究員・部長 (90342964)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 樹木の枯死機構 / 木部キャビテーション / 糖 / 乾燥耐性 / 小笠原 / 世界自然遺産 / 乾燥化 / 温暖化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は特に、１）乾燥尾根部から湿性谷部へ分布幅と樹高を変化幅の異なる樹種間で、葉の形質、安定同位体測定、２）またオオハマボウ（在来種）から乾燥した山部に進化したことがわかっているテリハハマボウについて、木部道管の変化やその水切れ耐性の比較の測定、３）乾燥尾根部に生育する樹種について、乾燥した夏から降雨にかけて、木部道管の水の切れ方（キャビテーションの進行）と降雨後の回復過程、および枝内での糖の変化測定、および４）同所的に生育するシマシャリンバイ（固有種）について、健全木、枯死寸前の木、枯死直後の木、健全と枯死過程の中間の木がたまたま得られたため、それらの木の木部キャビテーションの進行と枝先から基部での糖の測定を行った。
特に３）４）の結果から、キャビテーションの進行や枯死状態の進行とともに、デンプンの可溶性糖化が進むこと、またキャビテーションの進行によって、枝先から基部への糖の転流が阻害され、基部の全糖が低下した個体はキャビテーションを回復することができず、枯死に至る様子が観察された。
樹木枯死のメカニズムとして、現在世界的にも、「木部の水切れによる枯死仮説」と「糖の欠乏仮説」の二つが提唱されており、決着がついていない。今回の結果は、上記二つの仮説は完全に分かれず、相互に関連していることを示す。小笠原は世界自然遺産サイトのため、年間１樹種３本しか測定できなし、枯死は偶発的に起きる現象であり、今後さらに樹種や個体数を増やし、新規統合仮説の検証を行っていく予定である。このことは、樹木枯死メカニズムに対する新規の仮説を提唱し、またさらに樹木の乾燥耐性機構の理解や、温暖化等による乾燥の進行による樹種相変化の予測にも不可欠である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画は順調にこなされている。乾燥耐性戦略として、１）木部キャビテーションを起こした枝を捨てて新規の枝を再生する樹種と、２）木部キャビテーションを起こした枝についてその通水性を回復させる樹種があり、これらは樹種間で両極端に分かれる戦略ではなく、樹種ごとに連続的であることがわかった（現在論文執筆中）。また通水性を回復や新規の枝を再生のは糖が必要であることがわかっているため、当初予定にあった水分特性の測定に加え、さらに樹体内の糖分析行った。
その結果、上記研究の概要にもあるように、樹木枯死のメカニズムとして、現在世界的にも未だ議論され決着のついていない問題に対して、新しい仮説の道筋を発見することができた。樹木枯死の原因として、「木部キャビテーションによる枯死仮説」と「糖の欠乏仮説」の二つが提唱されており、世界的にも決着がついていない。今回の結果は、木部キャビテーションと糖との相互関係を明らかにし、上記二つの仮説を統合した新規仮説を立てられる可能性を見いだした。これは新規性が高いため、現在論文執筆の準備をしている。
このことにより、樹木枯死メカニズムに対する新規の仮説を提唱し、またさらに樹木の乾燥耐性機構の理解や、温暖化等による乾燥の進行による樹種相変化の予測にも不可欠である。このように当初の計画以上の成果が出て来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
小笠原は世界自然遺産サイトであり、保護林であるため、環境省や国有林化に必要な許可をとって、毎年研究を行っている。このことは今後も継続し、法令に遵守して研究を行い、また貴重な森林の破壊につながらないように注意を払っていく。
採取許可は、基本的には、年間１樹種３本を対象にしてしか許可されない。また樹木枯死の新規仮説の提唱とその確証は重要であるが、樹木枯死は偶発的に起きる現象である、そのため、注意深く森林を観察し、今後さらに樹種や個体数を増やし、新規仮説の検証を行っていく予定である。このことは、樹木枯死メカニズムに対する新規の仮説を提唱し、またさらに樹木の乾燥耐性機構の理解や、温暖化等による乾燥の進行による樹種相変化の予測にも不可欠である。
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[Journal Article] Photoprotection of evergreen and drought-deciduous tree leaves to overcome the dry season in monsoonal dry forests in Thailand.2014
Author(s)
Ishida A., Yamazaki J.-Y., Harayama H., Yazaki K., Ladpala P, Nakano T., Adachi M., Yoshimura K., Panuthai S., Staporn D., Maeda T., Maruta E., Diloksumpun S., Puangchit L.
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Journal Title
Tree Physiology
Volume: 34
Pages: 15－28
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Effects of long-term exposure to ammonium sulfate particles on growth and gas exchange rates of Fagus crenata, Castanopsis sieboldii, Larix kaempferi and Cryptomeria japonica seedlings.2014
Author(s)
Yamaguchi M., Otani Y., Li P., Nagao H., Lenggoro I. W., Ishida A., Yazaki K.,Noguchi K., Nakaba S., Yamane K., Kuroda K., Sano Y., Fun ada R., Izuta T.
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Journal Title
Atmospheric Environment
Volume: 97
Pages: 493－500
DOI
Peer Reviewed
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