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土壌環境に触発された細根動態が駆動する土壌酸性化のメカニズムの実証

研究課題

研究課題/領域番号 15H04519
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 森林科学
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

谷川 東子  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (10353765)

研究分担者 平野 恭弘  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (60353827)
松田 陽介  三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (30324552)
研究協力者 真家 永光  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード人工林 / 土壌劣化 / 土壌酸性化 / 適地適木 / カルシウム循環 / 細根 / 分解 / スギ / 植生 / ヒノキ / 森林植生 / 土壌植物間相互作用 / 樹木細根 / 施業 / カルシウム
研究成果の概要

土壌酸性化が進んでいるスギ林では、土壌―植物間のカルシウム循環量が小さいために、土壌酸性化を抑制する交換性カルシウムが貯留しがたいと考えられた。またそのようなスギ林では細根量が高いこと、スギ・ヒノキ細根形態は土壌環境に応じて変動すること、ヒノキ細根呼吸量は形態が変わると変化することを明らかにした。これらの結果は、細根は土壌環境に敏感に反応し、形態と生理活性を変化させることを意味する。また細根が枯死した後、その分解過程で放出される酸は、葉のそれより多いことを室内実験で明らかにした。
以上の研究から、土壌酸性度に触発された細根増産は、より多くの酸を土壌にもたらす可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一連の調査を通し、土壌と植物が、互いに強く影響しあうことが明らかになった。「どの樹種がどのような土壌の環境に反応し、さらにその影響によって土壌がどのように作りかえられていくのか?」を把握することは、植栽時に樹種を選択する場面などで有用な情報である。これは林業現場で受け継がれてきた「適地適木」という叡智を、科学の面から検証し支持することを意味する。
いま世界では、土壌劣化が、食・水・エネルギーの安全を脅かすことが懸念されている。土壌―植物間相互作用を見据えた適切な森林施業のあり方は、人間が如何に土壌劣化を緩和しながら持続的に森林を管理するかの指針構築に寄与し得る。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Leachate from fine root litter is more acidic than leaf litter leachate: A 2.5-year laboratory incubation2018

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Toko、Fujii Saori、Sun Lijuan、Hirano Yasuhiro、Matsuda Yosuke、Miyatani Kouhei、Doi Ryuusei、Mizoguchi Takeo、Maie Nagamitsu
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 645 ページ: 179-191

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2018.07.038

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationships between specific root length and respiration rate of fine roots across stands and seasons in Chamaecyparis obtusa.2018

    • 著者名/発表者名
      Miyatani, K., Tanikawa, T., Makita, N., Hirano, Y.
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: 423 号: 1-2 ページ: 215-227

    • DOI

      10.1007/s11104-017-3499-z

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sulfur accumulation rates in volcanic soils of eastern Japan over the last millennium based on tephrochronology.2018

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa, T., Hashimoto, Y., Yamaguchi N., Takahashi M., Yoshinaga S.
    • 雑誌名

      Geoderma

      巻: 315 ページ: 111-119

    • DOI

      10.1016/j.geoderma.2017.11.023

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcium is cycled tightly in Cryptomeria japonica stands on soils with low acid buffering capacity.2017

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa, T., Ito, Y., Fukushima, S., Yamashita, M., Sugiyama, A., Mizoguchi, T., Okamoto, T., Hirano, Y.
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 399 ページ: 64-73

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2017.04.022

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スギが土をはぐくむ力は土しだい2017

    • 著者名/発表者名
      谷川東子
    • 雑誌名

      森林と林業

      巻: 11月号 ページ: 14-15

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Biomass and morphology of fine roots in eight Cryptomeria japonica stands in soils with different acid-buffering capacities.2017

    • 著者名/発表者名
      Hirano, Yasuhiro., Tanikawa, Toko., Makita, Naoki
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 384 ページ: 122-131

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2016.10.043

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Intraspecific variation in morphological traits of root branch orders in Chamaecyparis obtusa.2017

    • 著者名/発表者名
      Doi, Ryuusei., Tanikawa, Toko., Miyatani, Kouhei., Hirano, Yasuhiro
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: 印刷中 号: 1-2 ページ: 503-513

    • DOI

      10.1007/s11104-017-3230-0

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fine root traits in Chamaecyparis obtusa forest soils with different acid buffering capacities2016

    • 著者名/発表者名
      MIYATANI Kouhei、MIZUSAWA Yuki、OKADA Kazuki、TANIKAWA Toko、MAKITA Naoki(Yasuhiro Hirano
    • 雑誌名

      Trees

      巻: 30 号: 2 ページ: 415-429

    • DOI

      10.1007/s00468-015-1291-3

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] スギとヒノキの葉と細根から分解過程で放出される有機・無機の窒素とリン2019

    • 著者名/発表者名
      谷川東子・松田陽介・平野恭弘・溝口岳男・藤井佐織・眞家永光
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 葉と細根の分解過程で基質から吸収・放出される窒素成分2018

    • 著者名/発表者名
      谷川 東子, 松田 陽介, 平野 恭弘, 溝口 岳男, 藤井 佐織, 眞家 永光
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2018年度神奈川大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Morphological traits of fine roots in Cryptomeria japonica by branch order classification compared with other tree species.2018

    • 著者名/発表者名
      Ryusei WADA, Toko TANIKAWA, Ryuusei DOI, Yasuhiro HIRANO
    • 学会等名
      The 8th EAFES (East Asian Federation of Ecological Societies) International Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Calcium speciation in forest soils by a double-crystal High resolution x-ray fluorescence spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Toko Tanikawa, Yoshiaki Ito, Sei Fukushima, Michiru Yamashita, Akifumi Sugiyama, Takeo Mizoguchi, Toru Okamoto, Yasuhiro Hirano
    • 学会等名
      The 8th EAFES (East Asian Federation of Ecological Societies) International Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 樹木1次根の直径変動とその要因―スギを含むヒノキ科に着目して2018

    • 著者名/発表者名
      和田竜征・谷川東子・土居龍成・平野恭弘
    • 学会等名
      第49回根研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒノキ7林分の末端次数根の直径と長さの変動2018

    • 著者名/発表者名
      土居龍成、谷川東子、和田竜征、平野恭弘
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 中日本のスギ林で採集されたスギ細根におけるアーバスキュラー菌根菌の定着2018

    • 著者名/発表者名
      喜多晃平、谷川東子、松田陽介
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 中日本のスギ林の異なる土壌環境に触発されるリター層と鉱質土層の線虫群集2018

    • 著者名/発表者名
      北上雄大、谷川東子、松田陽介
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スギ細根次数形態の季節動態2018

    • 著者名/発表者名
      和田竜征、谷川東子、土居龍成、平野恭弘
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 葉と細根の分解過程で失われる炭素:室内培養による呼吸と溶脱DOMの比2018

    • 著者名/発表者名
      谷川東子、宮谷紘平、土居龍成、眞家永光、孫麗娟、藤井佐織、松田陽介、溝口岳男、平野恭弘
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 森林生態系を循環する土壌カルシウムの深さは、土壌酸性度傾度に依存するか?2018

    • 著者名/発表者名
      谷川東子、伊藤嘉昭、福島整、山下満、矢崎一史、杉山暁史、平野恭弘
    • 学会等名
      生存圏ミッションシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 葉と根の分解過程で溶脱するもの ─スギヒノキの場合─2017

    • 著者名/発表者名
      谷川東子、真家永光、平野恭弘、宮谷紘平、土居龍成、Lijuan SUN、溝口岳男、藤井佐織
    • 学会等名
      第128回日本森林学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] スギ4林分における細根次数形態と表層土壌化学特性2017

    • 著者名/発表者名
      和田竜征、谷川東子、土居龍成、平野恭弘
    • 学会等名
      第128回日本森林学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 異なる土壌環境におけるヒノキ末端次数根形態の変動 ─東海地方7林分において─2017

    • 著者名/発表者名
      土居龍成、谷川東子、和田竜征、平野恭弘
    • 学会等名
      第128回日本森林学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] スギ・ヒノキを用いた葉と根の分解過程の比較-溶脱炭素量に着目して-2017

    • 著者名/発表者名
      谷川東子、平野恭弘、宮谷紘平、土居龍成、Lijuan SUN、溝口岳男、藤井佐織
    • 学会等名
      第64回日本生態学会大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Morphological traits on first to fourth branch orders in intact fine root systems at four Cryptomeria japonica stands2017

    • 著者名/発表者名
      WADA Ryusei, TANIKAWA Toko, DOI Ryuusei, HIRANO Yasuhiro
    • 学会等名
      7th International Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plants (Woody Root 7)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variation in morphological traits of branch orders within whole intact fine root systems up to 2 mm2017

    • 著者名/発表者名
      DOI Ryuusei, TANIKAWA Toko, WADA Ryusei, HIRANO Yasuhiro
    • 学会等名
      7th International Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plants (Woody Root 7)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal changes in nutrient elements leached from leaf and root litters during decomposition process - Carbon,Phosphorous,Nitrogen-2017

    • 著者名/発表者名
      TANIKAWA Toko, MAIE Nagamitsu, HIRANO Yasuhiro, MIYATANI Kouhei, DOI Ryuusei, Lijuan Sun, MATSUDA Yosuke, MIZOGUCHI Takeo, FUJII Saori
    • 学会等名
      7th International Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plants (Woody Root 7)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 次数別比根長SRLと土壌特性から見るヒノキ細根機能の分類点の検討2017

    • 著者名/発表者名
      土居龍成、谷川東子、和田竜征、平野恭弘
    • 学会等名
      第46回根研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 土壌炭素・窒濃度と細根次数形態の関連性 -関西中部地方におけるスギ林の事例-2017

    • 著者名/発表者名
      和田竜征、谷川東子、土居龍成、平野恭弘
    • 学会等名
      第46回根研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The effect of nutritional limitation by fungicide treatment on growth of mixotrophic Pyrola japonica.2017

    • 著者名/発表者名
      KAWAI Shosei, TANIKAWA Toko, UESUGI Takashi, MATSUO Naoko, SELOSSE MA., MATSUDA Yosuke
    • 学会等名
      9th International Conference on Mycorrhiza (ICOM9)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スギ・ヒノキの葉と細根の分解過程で溶出する溶存有機物:蛍光成分組成に着目して2017

    • 著者名/発表者名
      谷川東子、藤井佐織、孫麗娟、平野恭弘、宮谷紘平、土居龍成、松田陽介、溝口岳男、眞家永光
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 中日本のスギ人工林に生息する線虫の分類属性と生態的特徴2017

    • 著者名/発表者名
      北上雄大、谷川東子、松田陽介
    • 学会等名
      第7回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 異なる土壌環境に生育するスギの細根で検出されたアーバスキュラー菌根菌とDark Septate endophyteの定着2017

    • 著者名/発表者名
      喜多晃平、谷川東子、松田陽介
    • 学会等名
      第7回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スギ林における土壌無機態窒素濃度と細根次数形態2017

    • 著者名/発表者名
      和田竜征、谷川東子、土居龍成、平野恭弘
    • 学会等名
      第7回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 根端から直径2mmに至るまでの細根系に着目したヒノキ次数根形態特性2017

    • 著者名/発表者名
      土居龍成、谷川東子、和田竜征、平野恭弘
    • 学会等名
      第46回根研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 土壌環境の異なるスギ林における細根次数形態特性2017

    • 著者名/発表者名
      和田竜征、谷川東子、土居龍成、平野恭弘
    • 学会等名
      第46回根研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スギの細根形態特性-分岐構造を示す次数根に着目して-2016

    • 著者名/発表者名
      和田竜征、土居龍成、谷川東子、平野恭弘
    • 学会等名
      第6回中部森林学会大会
    • 発表場所
      三重大学(三重県津市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 東海地方7林分におけるヒノキ細根系の次数別形態特性2016

    • 著者名/発表者名
      土居龍成、和田竜征、谷川東子、平野恭弘
    • 学会等名
      第6回中部森林学会大会
    • 発表場所
      三重大学(三重県津市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒノキ細根次数の種内特性2016

    • 著者名/発表者名
      土居龍成、宮谷紘平、谷川東子、平野恭弘
    • 学会等名
      第45回根研究集会
    • 発表場所
      倉敷市芸文館(岡山県倉敷市)
    • 年月日
      2016-09-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] スギ・ヒノキ混交林におけるCa・Mg・Kの土壌中空間分布2016

    • 著者名/発表者名
      谷川東子、山下尚之、山下満、福島整、杉山暁史、石井弘明、溝口岳男、平野恭弘、伊藤嘉昭
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2016年度佐賀大会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒノキ細根系の呼吸速度の変動要因─東海地方7林分の調査より─2016

    • 著者名/発表者名
      宮谷紘平、谷川東子、牧田直樹、平野恭弘
    • 学会等名
      第127回日本森林学会大会
    • 発表場所
      日本大学生物資源科学部
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヒノキ細根の直径2mm以下に着目した次数別形態特性2016

    • 著者名/発表者名
      土居龍成、宮谷紘平、谷川東子、所千恵、平野恭弘
    • 学会等名
      第127回日本森林学会大会
    • 発表場所
      日本大学生物資源科学部
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カルシウムが蓄積されていないスギ林土壌の化学性2015

    • 著者名/発表者名
      谷川東子、平野恭弘(名古屋大)、山下満(兵庫県立工業技術センタ-)、福島整(物質材料研)、 杉山暁史(京都大)、岡本透、伊藤嘉昭
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2015年度京都大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 平成28年度関西支所公開講演会

    • URL

      http://www.ffpri.affrc.go.jp/fsm/research/event/2016/20161031koukaikouen-report.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] スギ、ヒノキ林の土壌-20年経つと、肥沃さはどう変わる?-

    • URL

      https://www.ffpri.affrc.go.jp/fsm/research/pubs/joho/documents/research-information117.pdf

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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