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Evolutionary ecological study on tree crowns of broad-leaved trees: light competition and forest production

Research Project

Project/Area Number 20K21332
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Onoda Yusuke  京都大学, 農学研究科, 准教授 (70578864)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords樹形 / 光競争 / 個体成長 / 林分成長 / 力学 / 広葉樹 / 競争 / 林木育種 / 成長 / 密度効果 / 育種 / クリ / 樹冠 / 安全率 / 栽培実験 / 分枝 / 接木 / 森林生産
Outline of Research at the Start

広葉樹は、針葉樹よりも、効率的な水輸送により葉の光合成速度が高く、また頑丈な材により幅広い樹冠をもち、光競争で優位に立つ。それにも関わらず、成熟した森林を比較すると、広葉樹林は針葉樹林よりもしばしば生産力が低い。このパラドクスを引き起こす原因は解明されていない。本研究では、材強度・樹冠の形状・光獲得・光利用の関係性を明らかにし、広葉樹の樹冠形状が競争と森林生産に及ぼす影響を包括的に明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to clarify the impact of crown shape on competition and forest production in broad-leaved trees through deep understanding of relationships between tree strength, crown shape, light acquisition, and light utilization. A comparative study on wood mechanics and tree shape of 15 species showed that broad-leaved trees can be extended the lateral branches more safely without changing the amount of biomass, even with high wood mass for a given volume. To evaluate the competition and growth mediated by genetic variation in tree morphology, we conducted cultivation experiments using eight chestnut strains with different tree morphologies. Our hypothesis that genotypes with more branches would grow better at low densities and worse at high densities was weakly supported. A new experimental site was established for long-term observation in the Kamigamo Experimental Station.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

樹種によって、どうして樹形が異なるのかという、一般的な問いに対して、力学的かつ進化学的な視点から答えを見出した。また樹形が光競争を通して、個体生産と林分生産にどのような影響を及ぼすかを検討した。この研究が進むことにより、林分生産を向上させる樹形をもつ遺伝型の選抜など、林業への貢献が期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results)

  • [Journal Article] Vertical and horizontal light heterogeneity along gradients of secondary succession in cool‐ and warm‐temperate forests2022

    • Author(s)
      Matsuo Tomonari、Hiura Tsutom、Onoda Yusuke
    • Journal Title

      Journal of Vegetation Science

      Volume: 33 Issue: 3

    • DOI

      10.1111/jvs.13135

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A cost-benefit analysis of leaf carbon economy with consideration of seasonal changes in leaf traits for sympatric deciduous and evergreen congeners: implications for their coexistence2022

    • Author(s)
      Ye Yunhan、Kitayama Kanehiro、Onoda Yusuke
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 234 Issue: 3 Pages: 1047-1058

    • DOI

      10.1111/nph.18022

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  • [Journal Article] Forest canopy height variation in relation to topography and forest types in central Japan with LiDAR2022

    • Author(s)
      Farhadur Rahman Md.、Onoda Yusuke、Kitajima Kaoru
    • Journal Title

      Forest Ecology and Management

      Volume: 503 Pages: 119792-119792

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2021.119792

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  • [Journal Article] Wider crown shyness between broad-leaved tree species than between coniferous tree species in a mixed forest of Castanopsis cuspidata and Chamaecyparis obtusa2021

    • Author(s)
      Onoda Yusuke, Bando Reo
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: in press

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      後藤良輔、松下通也、福田有樹、武津英太郎、能勢美峰、三嶋賢太郎、小野田雄介、檀浦正子
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      瀬木晶帆、三浦真弘、岩泉正和、山田浩雄、北山兼弘、小野田雄介
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      辻井美帆, 相場慎一郎, 飯田佳子, 梅木清, 竹重龍一, 北島薫, 小野田雄介
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      亀井 啓明、相場 慎一郎、小野田 雄介
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      松尾 智成、小林 慧人、日浦 勉、北山 兼弘、小野田 雄介
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Published: 2020-08-03   Modified: 2024-01-30  

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