森林の窒素飽和を評価するための樹木生理生態学的指標の探索

• 研究課題/領域番号: 18K11664
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分63040:環境影響評価関連
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 渡辺 誠 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50612256)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020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); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 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)
• キーワード: 窒素飽和 / 指標 / 被食防衛 / 樹木生理生態学 / 大気汚染 / コナラ / 成木 / 窒素利用効率 / 樹木の窒素利用 / 成木調査

研究成果の概要

本研究では、里山の代表的な樹種であるコナラを対象として、土壌の窒素利用性と葉の形質の関係を調査し、樹木生理生態学の視点から森林の窒素飽和の指標を提供することを目的とする。土壌の窒素利用性が異なる6地点に生育するコナラから葉を採取し、その形質を調べた。その結果、土壌の窒素利用性の高い調査サイトにおいて、一次代謝産物と二次代謝産物の濃度は低い傾向を示した。以上より、葉の成分はコナラ林の窒素飽和の進行度合いを推測する指標として利用できると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

窒素飽和は森林の健全性を損ねる重要な環境問題の一つであるが、その評価は森林生態系への窒素のインプットとアウトプットを長期間モニタリングすることによって評価されてきた。本研究によってコナラの葉における一次代謝産物や二次代謝産物が、土壌の窒素利用性の違いを反映することが明らかになった。それによって、森林の窒素飽和の進行状況をより簡便に評価できる指標を入手できたと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Toward an impact assessment of ozone on plant carbon fixation using a process-based plant growth model: A case study of Fagus crenata grown under different soil nutrient levels (2020)
  • 著者名/発表者名: Kinose Yoshiyuki、Fukamachi Yoshinobu、Okabe Shigeaki、Hiroshima Hiroka、Watanabe Makoto、Izuta Takeshi
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 716 ページ: 137008-137008
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.137008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactive effect of leaf age and ozone on mesophyll conductance in Siebold's beech (2020)
  • 著者名/発表者名: Hoshika Yasutomo、Haworth Matthew、Watanabe Makoto、Koike Takayoshi
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 巻: 170 号: 2 ページ: 172-186
  • DOI: 10.1111/ppl.13121
  • NAID: 120007151368
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Nitrogen use efficiency of <I>Quercus serrata</I> seedlings under different soil nitrogen and phosphorus supplies (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhu, B., Izuta, T. and Watanabe, M.
  • 雑誌名: 農業気象 巻: 76 号: 1 ページ: 11-18
  • DOI: 10.2480/agrmet.D-19-00032
  • NAID: 130007783858
  • ISSN: 0021-8588, 1881-0136
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nitrogen use efficiency for growth of Fagus crenata seedlings under elevated ozone with different soil nutrient conditions (2020)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Hiroshima, H., Kinose, Y., Okabe, S. and Izuta, T.
  • 雑誌名: Forests 巻: 11(4) 号: 4 ページ: 1-16
  • DOI: 10.3390/f11040371
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Photosynthetic activity in relation to a gradient of leaf nitrogen content within a canopy of Siebold's beech and Japanese oak saplings under elevated ozone (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Makoto、Hoshika Yasutomo、Inada Naoki、Koike Takayoshi
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 636 ページ: 1455-1462
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.04.423
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 生育環境の異なるコナラ成木の樹冠内における葉の特性と虫害の関係 (2020)
  • 著者名/発表者名: 則定優成, 伊豆田 猛, 渡辺 誠
  • 学会等名: 第60回大気環境学会年会
• [学会発表] Nitrate contamination of mountainous headwater streams from adjacent agricultural and pasture lands beyond the watershed boundary in eastern Hokkaido, Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukushima, K., Iwasaki, K., Sakai, M., Oda, Y., Onishi, Y., Koba, K., Katata, G., Yamaguchi, T., Kubota, T., Nagano, H., Watanabe, M., Koarashi, J.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020: Virtual
• [学会発表] 森林炭素・窒素循環研究：学術分野を超えた連携は必要か？ (2020)
  • 著者名/発表者名: 堅田元喜, 福島慶太郎, 小嵐 淳, 山口高志, 渡辺 誠, 永野博彦, 中山理智, 舘野 隆之輔, 黄瀬佳之
  • 学会等名: 第131回日本森林学会大会
• [学会発表] 生育環境の異なるコナラ成木の葉の特性と虫害の樹冠内における鉛直分布 (2020)
  • 著者名/発表者名: 則定優成, 伊豆田 猛, 渡辺 誠
  • 学会等名: 第131回日本森林学会大会
• [学会発表] Gradients of photosynthetic traits and defense capacity within a canopy of mature oak trees grown under different nutrient conditions (2019)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Norisada, M. and Izuta, T.
  • 学会等名: IUFRO Nanning 2019: Harmonized growth, cleaner environment and sustainable forests
  • 国際学会
• [学会発表] 土壌環境の異なるコナラ成木の樹冠内における光合成能力、成長および被食防衛能力の鉛直分布 (2019)
  • 著者名/発表者名: 則定優成, 伊豆田 猛, 渡辺 誠
  • 学会等名: 第60回大気環境学会年会
• [学会発表] 異なる土壌窒素およびリン環境で育成したコナラ苗の養分利用効率 (2019)
  • 著者名/発表者名: 朱 本揮, 伊豆田 猛, 渡辺 誠
  • 学会等名: 第60回大気環境学会年会
• [学会発表] 林縁と林内の窒素沈着量の違いが森林の生産性と光合成窒素利用特性に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 誠, 則定 優成, 黄瀬佳之, 山口高志, 中山理智, 福島 慶太郎, 舘野 隆之輔, 永野博彦, 小嵐 淳, 堅田元喜
  • 学会等名: 第60回大気環境学会年会
• [学会発表] Nitrogen use efficiency of Quercus serrata seedlings under different soil nitrogen and phosphorus supplies (2019)
  • 著者名/発表者名: ZHU Benhui, IZUTA Takeshi, WATANABE Makoto
  • 学会等名: International Symposium on Agricultural Meteorology
  • 国際学会
• [図書] 木本植物の生理生態 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小池 孝良、北尾 光俊、市栄 智明、渡辺 誠
  • 総ページ数: 264
  • 出版者: 共立出版
  • ISBN: 9784320058125