高木の水分生理学的適応様式の解明：貯水・通水組織の機能と役割

• 研究課題/領域番号: 17J05154
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 森林科学
• 研究機関: 神戸大学 (2019); 京都大学 (2017-2018)
• 研究代表者: 東 若菜 神戸大学, 農学研究科, 助教 (20780761)
• 研究期間 (年度): 2017-04-26 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 水分生理 / 貯水 / 水利用 / 光合成 / 生存戦略 / 高木 / 樹高成長 / 組織構造 / 蒸散

研究実績の概要

本研究は、高木や高齢木の特徴ある樹種グループを対象に、高所への新規給水システムの実態把握や枝葉の貯水・通水機能の基盤となる組織構造とその役割の発見を通して、森林生態系を構築する樹木の水分生理学的適応様式を解明することを目標としている。
本年度は、昨年度に引き続き半島マレーシアパソ森林保護区内で隣接して生育する樹高40 mほどのDipterocarpus sablamellatus（DIPTSU）および樹高35 mほどのPtychopyxis caput-medusae（PTYCCA）について、幹下部および上部にデンドロメータを設置し、幹直径の放射方向の日変化の観測を始めた。これにより、樹木個体の日中の幹貯留水利用について評価した。その結果、両種で日中の幹貯留水利用が異なることが明らかとなった。同様の測定を、滋賀県の桐生試験地に生育する60年生および100年生のヒノキ個体においても実施した。両樹齢において、日中の水利用に幹貯留水が寄与している可能性が示唆された。これらの研究成果を国際会議等において発表した。
また、昨年度に引き続き、特徴ある樹種グループの対象として日本の森林限界域に生育する樹木の水分生理学的適応様式を明らかにするために、長野県の標高2500 m地点に生育する落葉広葉樹(ナナカマド、ダケカンバ)および常緑針葉樹（オオシラビソ、ハイマツ）4樹種について、各種の光合成および水分生理特性を評価した。共同研究者らと集会を開催をしてこれまでの結果について統合的に議論し、各種学会にて発表した。各種の山岳域における高ストレス環境下でも生育できる適応様式の一つが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Forest Research Institute of Malaysia(マレーシア)
• [国際共同研究] Forest Research Institute of Malaysia(マレーシア)
• [国際共同研究] Forest Research Institute of Malaysia(マレーシア)
• [雑誌論文] Height-related variations of leaf traits reflect strategies for maintaining photosynthetic and hydraulic homeostasis in mature and old Pinus densiflora trees (2019)
  • 著者名/発表者名: Azuma Wakana、Ishii H. Roaki、Masaki Takashi
  • 雑誌名: Oecologia 巻: 189 号: 2 ページ: 317-328
  • DOI: 10.1007/s00442-018-4325-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 林冠生物学におけるツリークライミングの適用と展望 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中西 晃、東 若菜、田中 美澄枝、宮崎 祐子、乾 陽子
  • 雑誌名: 日本生態学会誌 巻: 68 号: 2 ページ: 125-139
  • DOI: 10.18960/seitai.68.2_125
  • NAID: 130007430074
  • ISSN: 0021-5007, 2424-127X
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Water retained in tall Cryptomeria japonica leaves as studied by infrared micro-spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Azuma W, Nakashima S, Yamakita E, Ishii HR, Kuroda K
  • 雑誌名: Tree Physiology 巻: 37 号: 10 ページ: 1367-1378
  • DOI: 10.1093/treephys/tpx085
  • NAID: 120006539298
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Leaf water maintains daytime transpiration in young Cryptomeria japonica trees (2017)
  • 著者名/発表者名: Himeno S, Azuma W, Gyokusen K, Ishii HR
  • 雑誌名: Tree Physiology 巻: 37 号: 10 ページ: 1394-1403
  • DOI: 10.1093/treephys/tpx056
  • NAID: 120006539297
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 高木の通水構造と機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石井弘明、東若菜、新良貴歩美、黒田慶子
  • 雑誌名: 日本森林学会誌 巻: 99 号: 2 ページ: 74-83
  • DOI: 10.4005/jjfs.99.74
  • NAID: 130006081762
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ヒノキの樹液流動の日変化パタンにおける垂直変異と幹貯留水 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東若菜、鶴田健二、吉村謙一、勝山正則、小杉緑子
  • 雑誌名: 樹木医学研究 巻: 21 ページ: 81-82
  • NAID: 130007814400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological and morphological acclimation to height in cupressoid leaves of 100-year-old Chamaecyparis obtusa. (2016)
  • 著者名/発表者名: A Shiraki, W Azuma, K Kuroda, HR Ishii
  • 雑誌名: Tree Physiology 巻: - ページ: 1327-1336
  • DOI: 10.1093/treephys/tpw096
  • NAID: 120006539300
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 高木限界に生育する樹木4種の光合成および水利用特性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鎌倉真依, 東若菜, 高木優哉, 矢原ひかり, 牧田直樹
  • 学会等名: 日本生態学会第67回全国大会
• [学会発表] 亜高山帯に生育するダケカンバとオオシラビソにおける葉の水分特性の標高間比較 (2020)
  • 著者名/発表者名: 髙木優哉,鎌倉真依,東若菜, 牧田直樹, 矢原ひかり, 岡本瑞輝, 小杉緑子
  • 学会等名: 日本生態学会第67回全国大会
• [学会発表] 高木限界に生育する樹木 4 種の細根の水および炭素利用様式 (2020)
  • 著者名/発表者名: 矢原ひかり, 東若菜, 鎌倉真依, 髙木優哉, 小杉緑子, 牧田直樹
  • 学会等名: 第131回日本森林学会大会
• [学会発表] 熱帯低地林におけるフタバガキ科高木種の水利用特性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 東若菜, 野口結子, 鶴田健二, 鎌倉真依, 小杉緑子, Marryanna Lion
  • 学会等名: 第131回日本森林学会大会
• [学会発表] 高木の樹高成長における水分生理学的適応 (2019)
  • 著者名/発表者名: 東若菜
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 招待講演
• [学会発表] Contribution of whole-tree water storage to daily transpiration in conifer trees (2019)
  • 著者名/発表者名: Wakana A. Azuma, Sawa Himeno, Koichiro Gyokusen, Hiroaki Ishii, Takeshi Nakjima, Yoshiko Kosugi, KenjiWakana A. Azuma,Sawa Himeno,Koichiro Gyokusen,Hiroaki Ishii,Takeshi Nakjima,Yoshiko Kosugi,Kenji Tsuruta, Mai Kamakura, Kenichi Yoshimura, Makiko Tateishi
  • 学会等名: AsiaFlux2019-20th Anniversary Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Hydraulic characteristics and water storage of Japanese cypress using sap flow rate and water potential (2019)
  • 著者名/発表者名: Mai Kamakura, Kenji Tsuruta, Wakana Azuma, Naoki Inoue, Yoshiko Kosugi
  • 学会等名: AsiaFlux2019-20th Anniversary Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Time lags between crown and basal sap flows in tropical broadleaf and temperate conifer trees (2019)
  • 著者名/発表者名: Wakana A. Azuma, Yoshiko Kosugi, Tsuruta Kenji, Marryanna Lion
  • 学会等名: XI International workshop on Sap flow
  • 国際学会
• [学会発表] Functional strategy of lianas Wisteria and Actinidia spp. against drought stress: The role of axial parenchyma and narrow vessels (2019)
  • 著者名/発表者名: Keiko Kuroda, Naoaki Myokai, Wakana Azuma
  • 学会等名: XI International workshop on Sap flow
  • 国際学会
• [学会発表] Functional strategy of Cinnamomum camphora to recover embolism and survive the drought condition (2019)
  • 著者名/発表者名: Kano Yamada, Wakana Azuma, Hiroaki Ishii ,Keiko Kuroda
  • 学会等名: XI International workshop on Sap flow
  • 国際学会
• [学会発表] 高木限界の樹木４種における細根の吸水および通水特性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 矢原ひかり, 東若菜, 鎌倉真依, 髙木優哉, 小杉緑子, 牧田直樹
  • 学会等名: 第50回記念根研究集会
• [学会発表] 同一環境下に生育する産地の異なるスギ3集団における幹の肥大成長と気候との関係 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田邊智子, 東若菜, 仲畑了, 河合清定, 日浦勉
  • 学会等名: 2019年度「樹木年輪」研究会
• [学会発表] 森林限界の樹木4種における水利用特性の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 東若菜、鎌倉真依、矢原ひかり、牧田直樹
  • 学会等名: 第130回日本森林学会大会
• [学会発表] 森林限界の樹木4種における細根水吸収・輸送の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 矢原ひかり、東若菜、鎌倉真依、牧田直樹
  • 学会等名: 第130回日本森林学会大会
• [学会発表] Height-related variations of leaf traits reflect strategies for maintaining photosynthetic and hydraulic homeostasis in tall Pinus densiflora trees (2019)
  • 著者名/発表者名: Azuma Wakana、Ishii H. Roaki、Masaki Takashi
  • 学会等名: 第66回日本森生態学会大会
• [学会発表] 樹液流および水ポテンシャル測定を用いたヒノキの貯留・通水特性の評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鎌倉 真依、東 若菜、 鶴田 健二、 小杉 緑子
  • 学会等名: 第66回日本森生態学会大会
• [学会発表] 水分特性曲線法を用いたヒノキの樹体内貯留水量と蒸散への寄与度の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 東 若菜・中島健志・鎌倉真依・立石麻紀子・鶴田健二・吉村謙一・小杉緑子
  • 学会等名: 第129回日本森林学会大会
• [学会発表] ヒノキ細根の水ポテンシャル及び含水率日変化の現地観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井上直樹・東 若菜・鎌倉真依・小杉緑子
  • 学会等名: 第129回日本森林学会大会
• [学会発表] 顕微赤外分光法によるスギ高木の針葉における水分保持メカニズムの解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 東若菜
  • 学会等名: 第65回日本生態学会大会
• [学会発表] Hydraulic and anatomical adaptation against height in tall trees (2017)
  • 著者名/発表者名: Wakana Azuma
  • 学会等名: International course on Wood Anatomy & Tree-Ring Ecology
  • 国際学会