アルティソルとオキシソルにおける森林再生過程と土壌生態学的レジリアンスの比較研究

• 研究課題/領域番号: 16K14941
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 森林科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 舟川 晋也 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (20244577)
• 研究分担者: 渡邉 哲弘 京都大学, 農学研究科, 准教授 (60456902)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 生態・生物多様性 / 熱帯林 / 森林再生 / 生態学的レジリアンス

研究成果の概要

熱帯生態系中の窒素動態を規定する要因として，1) まず窒素固定/生態系への投入段階における植物―微生物間の共生関係の成立が，熱帯林において一般的に大きいと言われる窒素フラックスの成立には重要なこと（特にマメ科森林植生が卓越するカメルーン森林で顕著），2）土壌側の要因として土壌酸度（おそらく交換性Alレベル）が，森林の細根分布を規定することを通して，生態系の窒素回収戦略――どの層位で吸収するか，硝酸化成に対し抑制的であるかどうか等――が異なってくるだろうということが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって，養分循環（窒素飽和／相対的窒素不足の解消）から評価した二次林再成立過程は，土壌酸性度，植生（種）遷移，硝酸化成能，マメ科植物－微生物共生関係の成立等様々な要因によって，その変遷の異なることが明らかとなった。予測的なことを述べれば，マメ科森林が卓越するカメルーンOxisolsでは,サバンナ化さえ回避すれば，二次林再生がより容易なことが示唆された。一方菌根共生の目立つ東南アジアUltisolsでは，どの時点で窒素不足の解消が達成されるのかはいまだ明らかではない。熱帯林再生へ向けた努力においては，少なくとも上記の点は意識されるべきである。

研究成果

• [国際共同研究] ボゴール農業大学(インドネシア)
• [国際共同研究] フエ農林大学(ベトナム)
• [国際共同研究] チャン大学(カメルーン)
• [国際共同研究] ボゴール農業大学(インドネシア)
• [国際共同研究] フエ農林大学(ベトナム)
• [国際共同研究] チャン大学(カメルーン)
• [国際共同研究] ボゴール農業大学(インドネシア)
• [雑誌論文] Effect of original vegetation on nutrient loss patterns from Oxisol cropland in forests and adjacent savannas of Cameroon (2018)
  • 著者名/発表者名: Shibata Makoto, Sugihara Soh, Mvondo- Ze Antoine David, Araki Shigeru, Funakawa Shinya
  • 雑誌名: Agriculture, Ecosystems and Environment 巻: 257 ページ: 132-143
  • DOI: 10.1016/j.agee.2018.01.031
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of 3-year cultivation on the soil nutrient status in a tropical forest and savanna of Central Africa, as determined by the microbial responses to substrate addition (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugihara, S., Fujimori, Y., Shibata, M., Sawada, K., Tanaka, H., Mvondo Ze, A., Araki, S., Kosaki, T., Funakawa, S.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 64 号: 6 ページ: 728-735
  • DOI: 10.1080/00380768.2018.1517585
  • NAID: 210000012037
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Nitrogen flux patterns through Oxisols and Ultisols in tropical forests of Cameroon, Central Africa (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibata Makoto、Sugihara Soh、Mvondo-Ze Antoine David、Araki Shigeru、Funakawa Shinya
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 63 ページ: 306-317
  • DOI: 10.1080/00380768.2017.1341285
  • NAID: 210000011909
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Soil phosphorus of stable fraction differentially associate with carbon in the tropical forest and savanna of eastern Cameroon (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugihara Soh、Shibata Makoto、Mvondo-Ze Antoine D.、Araki Shigeru、Kosaki Takashi、Funakawa Shinya
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 63 号: 6 ページ: 616-627
  • DOI: 10.1080/00380768.2017.1403841
  • NAID: 210000011944
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Gross Nitrogen Transformation Rates under Different Land Use Stages of Shifting Cultivation in Northern Thailand (2017)
  • 著者名/発表者名: Sansompaisarn, N., Shibata, M., Funakawa, S.
  • 学会等名: 日本ペドロジー学会
  • 発表場所: 和歌山市
  • 年月日: 2017-03-10
• [学会発表] リターによる窒素投入量がカメルーンとインドネシアの熱帯林土壌における硝化速度に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉伸一，柴田誠，藤井一至，Hartono, A., 渡邉哲弘，荒木茂，舟川晋也
  • 学会等名: 日本ペドロジー学会
  • 発表場所: 和歌山市
  • 年月日: 2017-03-10
• [学会発表] アフリカ熱帯林における植物ー土壌間の窒素循環様式はOxisolsとUltisolsで異なる (2017)
  • 著者名/発表者名: 柴田誠，杉原創，Mvondo-Ze A.D., 荒木茂，舟川晋也
  • 学会等名: 日本ペドロジー学会
  • 発表場所: 和歌山市
  • 年月日: 2017-03-10
• [学会発表] リターによる窒素投入量が異なる熱帯林土壌の総硝化速度－カメルーンとインドネシアを事例として－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡辺伸一，柴田誠，藤井一至，Arief Hartono，渡邉哲弘，荒木茂，舟川晋也
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
• [学会発表] 中部アフリカの土壌型を異にする熱帯林における窒素動態－オキシソルとアルティソルの比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 柴田誠，杉原創，Mvondo-Ze AD，荒木茂，舟川晋也
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
• [学会発表] カメルーン南東部のカカオ畑と一年生作物連作畑における窒素損失量の比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野中瞳，柴田誠，荒木茂，舟川晋也
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会関西支部講演会
• [学会発表] ., Funakawa, S. 2017: Nitrification in mineral and organic horizons of tropical forest soil: Comparison between Cameroon and Indonesia (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, S., Shibata, M., Hartono, A., Watanabe, T., Araki, S., Funakawa, S.
  • 学会等名: 日本生態学会
• [学会発表] 中部アフリカ・オキシソル地帯に位置する森林-サバンナ境界帯において開墾後４年間に畑から損失する養分量の推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柴田誠，杉原創，Mvondo-Ze, A.D., 荒木茂，舟川晋也
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会関西支部会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2016-12-09
• [学会発表] 焼畑に伴う開墾により土壌養分はどれくらい低下するのか～カメルーンにおける土壌微生物の基質反応特性を用いた解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉原創，藤盛瑤子，柴田誠，Mvondo Ze, A.D., 荒木茂，舟川晋也，小﨑隆
  • 学会等名: 日本熱帯農業学会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2016-10-08
• [学会発表] カメルーン南東部において熱帯林をカカオ畑へ転換すると窒素循環は何年で開墾前の状態に近づくのか？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 野中瞳，柴田誠，荒木茂，舟川晋也
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2016年度大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] カメルーン東部・森林―サバンナ境界域における土地利用が土壌微生物動態に与える影響の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉原創，藤盛瑤子，柴田誠，Mvondo-Ze, A.D., 荒木茂，舟川晋也，小崎隆
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2016年度大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] カメルーン東部・オキシソル地帯において耕地化に伴う養分溶脱特性は開墾前の植生ごとに異なる (2016)
  • 著者名/発表者名: 柴田誠，杉原創，Mvondo-Ze, A.D., 荒木茂，舟川晋也
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2016年度大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] カメルーン及びインドネシアの熱帯林土壌における純硝化速度―有機物層と鉱質土層の比較― (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邉伸一，柴田誠，藤井一至，Hartono, A., 渡邉哲弘，荒木茂，舟川晋也
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2016年度大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2016-09-20
• [図書] Soils, Ecosystem Processes, and Agricultural Development: Tropical Asia and Sub-Saharan Africa (2017)
  • 著者名/発表者名: Funakawa, S. (Ed)
  • 総ページ数: 392
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9784431564829
• [備考] 京都大学 農学研究科 土壌学分野／地球環境学堂 陸域生態系管理論分野 Webサイト
  • URL: http://www.soils.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [備考] 京都大学 農学研究科 土壌学分野／地球環境学堂 陸域生態系管理論分野
  • URL: http://www.soils.kais.kyoto-u.ac.jp/