2014 Fiscal Year Annual Research Report
ブナ林堅果豊凶メカニズムの解明：花芽形成期における資源の需給バランスの役割
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25292094
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| Research Institution | Forestry and Forest Products Research Institute |
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Principal Investigator |
韓 慶民 独立行政法人森林総合研究所, 北海道支所, チーム長 (40391180)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲垣 善之 独立行政法人森林総合研究所, 四国支所, 主任研究員 (00353590)
壁谷 大介 独立行政法人森林総合研究所, 植物生態研究領域, 主任研究員 (30353650)
野口 享太郎 独立行政法人森林総合研究所, 立地環境研究領域, 主任研究員 (70353802)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マスティング / 窒素 / 配分 / 貯蔵資源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
樹木の結実量は、様々な要因で大きく年変動する。この結実の豊凶現象（マスティング）については、これまで豊凶の周期性の意義を進化生態学的な視点から解釈しようとする研究（例えば「捕食者飽食仮説」など）が多く、結実豊凶そのもののメカニズムの解明に踏み込んだ研究は限られていた。その中には、種子生産の豊凶変動を植物体内の貯蔵資源の蓄積と枯渇のバランスから説明しようとする理論的モデルなどが知られている。しかし、長期にわたって豊凶自体の観測データを加えた樹体内の資源の配分プロセスを明らかにした研究例は極端に少ない。本研究では、窒素化合物と光合成産物の非構造性炭水化物の樹体内の貯蔵機能の経年変化に着目し、結実豊凶の機構解明に取り組んでいる。
安定同位体ラベリング（15N）アプローチより、結実による窒素の吸収量と地上部各器官への配分への影響を分析した。その結果、結実個体では15Nの吸い上げる量が30％増えた。また、枝レベルの窒素量は、結実個体と非結実個体の間に差がなかった。落葉前に葉から回収した窒素は、非結実個体では枝に貯蔵したのに対して、結実個体では種子へ転流した。更に、殻斗の窒素も種子の成長に寄与した。これらの結果から、結実に伴う資源需要の増大に応じて、補正的に土壌からの窒素吸収量が増強することや、葉及び殻斗から窒素資源の再配分がなされることが解明された。この成果は、群落レベルでの結実の豊凶同調を左右するメカニズムの解明に重要であり、ブナなどの堅果類樹木の結実間隔や着果量を予測するだけでなく、今後予想される気候変動に対応したブナ林の天然更新や保全技術の開発、さらにはツキノワグマなどブナの結実に依存する野生生物の保護や管理手法の策定など、幅広い分野での応用が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
豊作が樹体内貯蔵窒素量の減少をもたらしたことが解明され、窒素がブナ結実豊凶の制限要因であると示唆された成果はOecologiaに印刷された。また、15N安定同位体ラベルより、種子生産の窒素源について明らかになり、概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年は調査林分の９割以上の個体に開花が確認され、豊作になると予想される。そのため、計画通りに、各器官の窒素季節変化を調べて、繁殖による資源の需給バランスを評価する。
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| Causes of Carryover |
効率的に調査を実施することができたため、それに係る経費が次年度使用額として生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後の開花・結実状況に応じて、調査やサンプルの分析に係る経費として使用する。
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