島嶼における北限ブナ林の植生および遺伝変異の地理的構造と地史的な成立過程

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25450198
• Research Institution: Hokkaido University of Education
• Principal Investigator: 並川 寛司 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (90192244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北村 系子 国立研究開発法人 森林総合研究所, その他部局等, 研究員 (00343814)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 積雪深 / 葉緑体DNAハプロタイプ / 種組成 / 逃避地

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに得た植生資料に，本年度渡島半島で行った4箇所の調査地の植生資料を加えた。これらに文献から得た東北地方日本海側の低地の植生資料14箇所を加え，植物社会学的な表操作を行った。その結果，奥尻島，渡島半島，東北地方北東部のブナ林は共通の種群でまとめられ，東北地方日本海側のブナ林とは組成的に異なることが明らかになった。奥尻島に限ると，島の北西側に位置するブナ林は寡雪環境を指標する種群を持ち，島の東側中部に位置するブナ林とは異なる種組成を示した。奥尻島での種組成の違いが積雪深と関連することが予想されたことから，3月上旬に積雪深の実測を行った。その結果，奥尻島の積雪深は全体として少ないものの，島の東側中部（約50 cm）に比べ北西側では半分以下（約20 cm）で，種組成と積雪深との間に密接な関係のあることが明らかになった。
奥尻島のブナの葉緑体DNAハプロタイプをみると，積雪深の小さい北西側にハプロタイプＢが，積雪深の大きい東側中部にハプロタイプＡがみられた。また，渡島半島の東側（亀田半島）においても積雪深とハプロタイプの間に同様の関係が見られた。ハプロタイプＢは東北地方北東部にも分布し，津軽海峡を挟みその北の亀田半島へと連なって分布し，さらに距離をおいて奥尻島西側に隔離的に分布していた。一方，相対的に多雪な地域に分布するハプロタイプＡは，東北地方日本海側から津軽海峡を挟み渡島半島の西側（松前半島）に分布し，奥尻海峡を挟んで対岸（奥尻島東側中央部）に分布していた。奥尻島におけるハプロタイプＢの存在は，奥尻海峡の幅（約18 km）とハプロタイプＢの地理的分布および積雪深との関係から考えると、奥尻島がこの寡雪に適応したタイプのブナの逃避地であったことを示唆している。一方，多雪地に分布の中心を持つハプロタイプＡが最終氷期に奥尻島に存在していた可能性は低く，氷期以降に分布拡大したと推察される。

Research Products

• [Journal Article] Decline in gene diversity and strong genetic drift in the northward-expanding marginal populations of Fagus crenata (2015)
  • Author(s): Kitamura K., Matsui T., Kobayashi M., Saitou H., Namikawa K., Tsuda Y.
  • Journal Title: Tree Genetics & Genomes Volume: 11 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1007/s11295-015-0857-y
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The longevity of broadleaf deciduous trees in Northern Hemisphere temperate forests: insights from tree-ring series. (2015)
  • Author(s): Filipo A. D., Pederson N., Baliva M., Brunetti M., Dinella A., Kitamura K., Knapp H. D., Schirone B., Piovesa G.
  • Journal Title: Frontiers in Ecology and Evolution, section Plaoecology Volume: 15 Pages: 1-16
  • DOI: http://dx.doi.org/10.3389/fevo.2015.00046
  • Open Access
• [Presentation] 島嶼における北限，奥尻島ブナ林の種組成とハプロタイプとの関係について (2016)
  • Author(s): 並川寛司・北村系子・松井哲哉・高橋 誠
  • Organizer: 日本生態学会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] History and age structure of Fagus crenata in the northward-expanding populations in Japan. (2015)
  • Author(s): Matsui T., Kitamura, K., Kobayashi, M., Namikawa, K., Saito, H., Itaya, A., Koto, N., Haruki M., Terazawa, N., Tanaka, N.
  • Organizer: "Ecology and Silviculture of Beech" 10th International Beech Symposium IUFRO Working Party
  • Place of Presentation: Kstamonu, Turkey
  • Year and Date: 2015-09-01 – 2015-09-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Gene diversity accumulations during initial beech forest regeneration at the nortthward distribution front - Results from experimenta and empirical populations. (2015)
  • Author(s): Kitamura K., Kikuchi N., Namikawa, K., Tanaka, N., Matsui T., Tsuyama, I., Terazawa, K., Ishizuka, W.
  • Organizer: "Ecology and Silviculture of Beech" 10th Internationa Beech Symposium IUFRO Working Party
  • Place of Presentation: Kstamonu, Turkey
  • Year and Date: 2015-09-01 – 2015-09-06
  • Int'l Joint Research