熱帯雨林生態系における水循環機構と植生のレジリエンスの相互作用の解明

• 研究課題/領域番号: 18H02239
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分40010:森林科学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小杉 緑子 京都大学, 農学研究科, 教授 (90293919)
• 研究分担者: 中路 達郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (40391130) ; 伊藤 雅之 兵庫県立大学, 環境人間学部, 准教授 (70456820) ; 野口 正二 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 林業領域, 領域長 (90343780) ; 高梨 聡 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 (90423011)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: 東南アジア / 水循環機構 / 植物水分生理 / 生態系フラックス / 低地フタバガキ林

研究成果の概要

東南アジア熱帯雨林（Pasoh森林保護区・半島マレーシア低地フタバガキ林）において、生態系フラックスおよび各種環境条件の連続観測を行い、蒸発散活動および光合成活動が長期間にわたり非常に安定していることを明らかにした。さらに恒常性を保つメカニズムを解析し、熱帯雨林としてはぎりぎりの降水条件下にある本森林において、深い不飽和帯土壌が安定的な蒸発散量を維持するための貯水タンクとなっているものの、乾燥時には不飽和帯土壌中に存在する利用できる水の大部分を使っている状況であること、また樹木の生存戦略として、普段から厳しめの気孔開閉様式で蒸散制御を行っていることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱帯雨林機能の評価と未来予測は重要な課題であるが、どちらも限られた実測データに基づくモデリングに頼っているのが現状である。本研究は、熱帯雨林に蒸発散や光合成の安定性を保つどのようなメカニズムと限界が存在するのかを明らかにしたもので、モデル構築の際の重要な情報源である。水のフローは炭素をはじめ様々な物質のフローとも関係して熱帯雨林機能の中枢をなし、全球環境とも深く結びついているため、本研究で得られる知見は、熱帯雨林機能の未来予測を行う上で重要な意義を持つものである。

研究成果

• [雑誌論文] Assessing the changes in river water quality across a land-use change (forest to oil palm plantation) in peninsular Malaysia using the stable isotopes of water and nitrate (2023)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Itoh, Ken'ichi Osaka, Kotaro Iizuka, Yoshiko Kosugi , Marryanna Lion, Satomi Shiodera
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 859 ページ: 160319-160319
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.160319
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Temporal fluctuation of patchy stomatal closure in leaves of <i>Dipterocarpus sublamellatus</i> at upper canopy in Peninsular Malaysia over the last decade (2021)
  • 著者名/発表者名: Kamakura Mai、Kosugi Yoshiko、Takanashi Satoru、Matsuo Naoko、Uemura Akira、Lion Marryanna
  • 雑誌名: Tropics 巻: 30 号: 3 ページ: 41-51
  • DOI: 10.3759/tropics.MS21-05
  • NAID: 130008123410
  • ISSN: 0917-415X, 1882-5729
  • 年月日: 2021-12-01
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Estimation of six leaf traits of East Asian forest tree species by leaf spectroscopy and partial least square regression (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakaji Tatsuro、Oguma Hiroyuki、Nakamura Masahiro、Kachina Panida、Asanok Lamthai、Marod Dokrak、Aiba Masahiro、Kurokawa Hiroko、Kosugi Yoshiko、Kassim Abdul Rahman、Hiura Tsutom
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 233 ページ: 111381-111381
  • DOI: 10.1016/j.rse.2019.111381
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Surface conductance for evapotranspiration of tropical forests: Calculations, variations, and controls (2019)
  • 著者名/発表者名: Zheng-Hong Tan, Jun-Fu Zhao, Guan-Ze Wang, Meng-Ping Chen, Lian-Yan Yang, Chun-Sheng He, Natalia Restrepo-Coupe, Shu-Shi Peng, Xue-Yan Liu, Humberto R. da Rocha, Yoshiko Kosugi, Takashi Hirano, Scott R. Saleska, Michael L. Goulden, Jiye Zeng, Fang-Jun Ding, Fu Gao, Liang Song
  • 雑誌名: Agricultural and Forest Meteorology 巻: 275 ページ: 317-328
  • DOI: 10.1016/j.agrformet.2019.06.006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Spatial distribution of soil moisture and its influence on stand stracture in a lowland dipterocarp forest in peninsular Malaysia (2019)
  • 著者名/発表者名: Marryanna, L., Noguchi, S., Kosugi, Y., Niiyama, K., Itoh, M., Sato, T., Takanashi S., Siti-Aisha, S., Abd Rahman, K.
  • 雑誌名: Journal of Tropical Forest Science 巻: 31 ページ: 135-150
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Memory effects of climate and vegetation affecting net ecosystem CO2 fluxes in global forests (2019)
  • 著者名/発表者名: Besnard S., Carvalhais, N., Altaf Arain, M., Black, A., Brede, B., Buchmann, N., Chen, J., Clevers, J. G. P. W., Dutrieux, L. P., Gans, F., Herold, M., Jung, M., Kosugi, Y., Knohl, A., Law, B. E., Paul-Limoges, E., Lohila, A., Merbold, L., Roupsard, O., Valentini, R., Wolf, S., Zhang, X., Reichstein, M.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 14 号: 2 ページ: e0211510-e0211510
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0211510
  • NAID: 120006630977
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Drought and cool temperature cue general flowering synergistically in the aseasonal tropical forests of Southeast Asia (2019)
  • 著者名/発表者名: Satake, A., Yu-Yun Chen, Fletcher, C., Kosugi, Y.
  • 雑誌名: Ecological Research 巻: 34 ページ: 40-49
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 半島マレーシア熱帯雨林Pasoh森林保護区における降水・流出水起源の推定 (2020)
  • 著者名/発表者名: 緒方澄人・小杉緑子・伊藤雅之・渡辺伸一・勝山正則・野口正二・高梨聡・Marruanna Lion
  • 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] 東南アジア熱帯雨林における蒸発散に寄与する土層深についての水文学的解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小杉緑子、野口正二、高梨聡、伊藤雅之、Marryana Lion
  • 学会等名: 日本森林学会
• [学会発表] 熱帯雨林における蒸発散の恒常性について (2018)
  • 著者名/発表者名: 小杉緑子、高梨聡、野口正二、伊藤雅之、中路達郎、鎌倉真依、東若菜、Siti Aisha Shumsuddin、Marryana Lion
  • 学会等名: 水文・水資源学会
• [学会発表] Are the evapotranspiration and canopy photosynthesis of Asian tropical rainforests affected by climate change? (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Kosugi, Satoru Takanashi, Shoji Novughi, Tatsuro Nakaji, Mai Kamakura, Wakana Azuma, Siti Aisha Shumsuddin and Marryanna Lion
  • 学会等名: The 3rd Asia Research Node Symposium on Humanosphere Science
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 森林と水 (2022)
  • 著者名/発表者名: 三枝 信子、柴田 英昭、高梨 聡 編
  • 総ページ数: 208
  • 出版者: 共立出版
  • ISBN: 9784320058217