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山腹崩壊後の植生遷移の制限要因の解明と多様な窒素固定植物による植林技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02986
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
研究機関北海道大学

研究代表者

小林 真  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (60719798)

研究分担者 内海 俊介  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (10642019)
山田 孝  北海道大学, 農学研究院, 教授 (20333635)
吉田 俊也  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (60312401)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード気候変動 / 撹乱 / 生態系修復 / 窒素固定植物 / 土壌ー植物系 / 豪雨 / 野外操作実験 / 天然更新 / 山腹崩壊 / 機能形質 / 極端現象 / 人工降雨実験 / 土砂流出 / 鹿食害 / 根の形質 / 地表徘徊生昆虫 / 植生回復 / 生物多様性 / 森林再生 / シカ / 土砂崩れ / 豪雨災害 / 植生遷移 / 生態系サービス / 土地利用 / 土砂流亡 / 大規模野外捜査実験 / 一次遷移 / 生態系機能 / 地すべり / 植生の一次遷移
研究開始時の研究の概要

北海道大学研究林の斜面において、重機を用いて多地点で同程度の広さおよび強度の山腹崩壊を模倣する地はぎ実験を実施する。 その後、種子の散布量、土壌窒素量、表層土砂の移動量に注目し、どの要因が山腹崩壊後初期の植生の現存量や植食性昆虫の種多様性の回復を強く制限しているのか、制限の強さは立地によって変化するのかを検証する。さらに、山腹崩壊跡地の積極的な植生回復を目指し、これまで単一種のみ用いられてきた窒素固定植物の植栽について、複数の窒素固定植物種を混植する条件を設け、その植生の現存量や生物多様性回復への効果を比較する。

研究成果の概要

将来増加する山腹崩壊跡地の生態系修復の指針を得るため、3つの問いについて検証した。1: 山腹崩壊後の植生回復がどのような環境要因により制限されているのか、2: 植栽による植生回復を行うために、どのようなことに配慮して窒素固定植物を植栽するべきか、3: 山腹崩壊跡地に豪雨が降った際に植栽木はどのような影響を受けるのか。本研究により、1: 天然更新する実生の加入率や成長率を規定しているのは水分ストレスであること、2: 同じ窒素固定植物を植栽した場合であっても、種によって生存率へ影響する立地環境は異なること、山腹崩壊地で豪雨が降ると、幹の材密度や葉の厚さが減少することなどが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

気候変動に伴って今後増加していく山腹崩壊とその跡地の森林。今回のプロジェクトで得られた”どのような山腹跡地が回復しにくいか、回復しにくい場所に積極的に樹木を植栽する上ではどのような場所にーどの樹種を植えるのが効果的か”という知見は、そうした山腹崩壊跡地をできるだけ速やかに回復させ、森林の近隣にある人々の暮らしを安全なものにし、持続可能な社会を構築していく上で重要となる。また、学術的な意義としては、30箇所という膨大な数の人工山腹崩壊跡地を設定し、崩壊地の環境と樹木のパフォーマンスの関係を網羅的に解析することで、世界で初めて山腹崩壊地の生態系回復指針を立てる上で普遍的な知見を得ることができた。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Umea University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Nevada, Las Vegas(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Umea University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Which native legume or non-legume nitrogen-fixing tree is more efficient in restoring post-landslide forests along an environmental gradient?2024

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kobayashi、Utsumi Shunsuke、Zeng Ruiqi、Mamiya Wataru、Miyazaki Tohru、Okuyama Tomohiro、Tanaka Fumiya、Yamada Takashi、Yoshida Toshiya
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 554 ページ: 121672-121672

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2023.121672

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Is the Fine Root Tensile Strength Predictable from Structural and Morphological Traits across Mycorrhizal Types in Cool-Temperate Woody Species?2023

    • 著者名/発表者名
      Zeng Ruiqi、Makoto Kobayashi
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 14 号: 8 ページ: 1542-1542

    • DOI

      10.3390/f14081542

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] How do leaf functional traits and age influence the maximum rooting depth of trees?2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kobayashi、Kitagawa Ryo、Blume-Werry Gesche
    • 雑誌名

      European Journal of Forest Research

      巻: 142 号: 5 ページ: 1197-1206

    • DOI

      10.1007/s10342-023-01585-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A large‐scale field experiment of artificially caused landslides with replications revealed the response of the ground‐dwelling beetle community to landslides2023

    • 著者名/発表者名
      Furusawa Jumpei、Makoto Kobayashi、Utsumi Shunsuke
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 13 号: 3 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1002/ece3.9939

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] The effect of experimental extreme precipitation on the performance of trees planted after landslides2024

    • 著者名/発表者名
      Ruiqi Zeng, Makoto Kobayashi
    • 学会等名
      第135回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Context dependent usefulness of nitrogen fixing trees for the restoration after landslides in sub-boreal forests2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kobayashi, Toshiya Yoshida, Takashi Yamada, Shunsuke Utsumi
    • 学会等名
      IBFRA Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Towards an enhanced use of nitrogen fixing trees for the restoration after landslides2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kobayashi
    • 学会等名
      第70回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 山腹崩壊が起きたとき徘徊性昆虫はどう応答するのか?大規模野外実験で明らかにする2023

    • 著者名/発表者名
      古澤惇平, 小林真, 内海俊介
    • 学会等名
      第70回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 山腹崩壊跡地で成長がよい窒素固定植物の特性と立地条件の検証2022

    • 著者名/発表者名
      小林 真・内海俊介・山田 孝・曾 瑞琪・門脇浩明・ 吉田俊也
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 地表かき起こし施業からの経過年数に伴うミミズ群集の回復と団粒発達2022

    • 著者名/発表者名
      河上智也・片山 昇・西澤啓太・小林勇太・鈴木紅葉・ 森 章・小林 真
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 山腹崩壊は徘徊性昆虫群集をガラリと変える?~大規模実験による検証~2022

    • 著者名/発表者名
      古澤惇平・小林真・内海俊介
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 木本植物の被食防衛: 変動環境下でゆらぐ植食者との関係2023

    • 著者名/発表者名
      小林真 (分担執筆)
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      4320058402
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] MAKOTO'S PLANT & SOIL LAB.

    • URL

      https://makoto-plant-soil.weebly.com

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [備考] Experimental Landslide Project

    • URL

      https://landslide-project.weebly.com

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Experimental landslide project

    • URL

      https://landslide-project.weebly.com

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Experimental landslide project

    • URL

      https://landslide-project.weebly.com/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 第70回日本生態学会シンポジウム 山腹崩壊と生態系修復: より良いNature-based solutionを目指して2023

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-11-20  

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