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西太平洋湿潤林における針葉樹の優占メカニズム:気候・土壌条件・光競争に基づく解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H02998
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

相場 慎一郎  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (60322319)

研究分担者 今井 伸夫  東京農業大学, 地域環境科学部, 准教授 (00722638)
北山 兼弘  京都大学, 農学研究科, 教授 (20324684)
小野田 雄介  京都大学, 農学研究科, 准教授 (70578864)
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
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード針葉樹 / 気候 / 土壌 / 光競争 / 森林生態学
研究開始時の研究の概要

針葉樹は、進化史的には広葉樹よりも原始的であり、広葉樹に競争排除されてきた歴史をもつ。現在の針葉樹の自然分布は局所的であるが、熱帯から亜寒帯まで幅広い。どうして、針葉樹は広葉樹に追われつつも、幅広い温度環境で生き残ったのだろうか?本研究は、西太平洋地湿潤地域(日本・台湾・ボルネオ・ニュージーランド)において、森林生態系を「植生-土壌系」として気候・土壌と関連づけて分析し、「気候・土壌条件が地上部の光競争を介して針葉樹の優占度を決定する」という仮説を検証することを目的とする。

研究成果の概要

本研究は、森林生態系を「植生-土壌系」として気候・土壌と関連づけて分析し、「気候・土壌条件が地上部の光競争を介して針葉樹の優占度を決定する」という仮説の検証を目的とした。日本の北海道と九州南部・南西諸島、およびマレーシアとモンゴルの様々な気候・土壌条件にある森林を対象に現地調査を実施して、針葉樹の優占度と種組成・森林構造・土壌養分・光環境を評価し、上記の仮説を検証した。その結果、概ね上記の仮説を支持する結果が得られ、寒冷・貧栄養条件では広葉樹の成長速度が低下し、耐陰性に劣るが寒冷・貧栄養条件に耐えうる針葉樹の優占度が高まることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

針葉樹優占林の分布は寒冷地に偏っているが、「北方針葉樹林」のほかに、比較的温暖な地域に分布する「温帯・熱帯針広混交林」がある。本研究の結果は、両タイプの針葉樹優占林について、「気候・土壌条件が地上部の光競争を介して針葉樹の優占度を決定する」という仮説を概ね支持し、気候と土壌が森林の組成と相観を決定するメカニズムの解明に寄与した。一方で、日本の南西諸島や北海道においては、樹種の分布が地史に制約されていることも明らかになった。このことは、現在の森林は現在の気候条件と平衡状態にあるとは限らないことを意味し、気候変動の影響予測には地史的制約を考慮する必要があることを示唆する。

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

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 10件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Sabah Parks(マレーシア)

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      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Harvard University(英国)

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      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Science(中国)

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      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Society for the Protection of Nature(ブータン)

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      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Sabah Parks/Sabah Forestry Department(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Exploration capacity versus specific enzymatic activity of ectomycorrhizas in response to primary productivity and soil phosphorus availability in Bornean tropical rainforests2024

    • 著者名/発表者名
      Okada Kei-ichi、Yokoyama Daiki、Aiba Shin-ichiro、Kitayama Kanehiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-024-53234-6

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      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Consistent patterns of common species across tropical tree communities2024

    • 著者名/発表者名
      Cooper et al. (Imai N 149th/353)
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 625 号: 7996 ページ: 728-734

    • DOI

      10.1038/s41586-023-06820-z

    • 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] The trait‐mediated trade‐off between growth and survival depends on tree sizes and environmental conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Iida Yoshiko、Niiyama Kaoru、Aiba Shin‐ichiro、Kurokawa Hiroko、Kondo Shuntaro、Mukai Mana、Mori Akira S.、Saito Satoshi、Sun Yi、Umeki Kiyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Ecology

      巻: 111 号: 8 ページ: 1777-1793

    • DOI

      10.1111/1365-2745.14146

    • 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] High plant diversity and characteristic plant community structure in broad‐leaved evergreen forests on Amami‐Oshima and Tokunoshima Islands, Japan's newest natural World Heritage Site2023

    • 著者名/発表者名
      Toyama Hironori、Tagane Shuichiro、Aiba Shin‐ichiro、Ugawa Shin、Suzuki Eizi、Yamazaki Kaito、Fuse Kengo、Takashima Atsushi、Kadoya Taku、Takeuchi Yayoi
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 38 号: 3 ページ: 403-419

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12381

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      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variations in the reproductive cycle of Bornean montane tree species along elevational gradients on ultrabasic and non-ultrabasic soils.2023

    • 著者名/発表者名
      Tsujii Y, Sakai S, Ushio M, Aiba S, Kitayama K.
    • 雑誌名

      Biotropica

      巻: 55 号: 1 ページ: 210-220

    • DOI

      10.1111/btp.13177

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      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Further food for thought: higher tropical mountains revisited once again2022

    • 著者名/発表者名
      Ashton PS, Aiba S, Zhu H, Pradhan R.
    • 雑誌名

      Tropics

      巻: 31 号: 3 ページ: 43-57

    • DOI

      10.3759/tropics.MS21-16

    • ISSN
      0917-415X, 1882-5729
    • 年月日
      2022-12-01
    • 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
  • [雑誌論文] Stand dynamics over 15?years including an outlying population of <scp><i>Fagus crenata</i></scp> at the northern margin of its distribution range in Hokkaido, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Aiba Shin‐Ichiro、Namikawa Kanji、Matsui Tetsuya、Abo Eri、Miyazaki Seiji、Tsuzuki Yoichi、Bayarsaikhan Demidkhorloo
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 38 号: 6 ページ: 740-752

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12367

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A dataset for vascular plant diversity monitoring for the natural World Heritage site on Amami‐Oshima Island, Tokunoshima Island, and the northern Okinawa Island2022

    • 著者名/発表者名
      Toyama Hironori、Totsu Kumiko、Tagane Shuichiro、Aiba Shin‐ichiro、Ugawa Shin、Suzuki Eizi、Yamazaki Kaito、Fuse Kengo、Takashima Atsushi、Toyama Nariko、Kadoya Taku、Takeuchi Yayoi
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 37 号: 5 ページ: 676-682

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12340

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Litter decomposition rates across tropical montane and lowland forests are controlled foremost by climate2022

    • 著者名/発表者名
      Ostertag R, Restrepo C, Dalling JW, Martin PH, Abiem I, Aiba S, ほか22名
    • 雑誌名

      Biotropica

      巻: 54 号: 2 ページ: 309-326

    • DOI

      10.1111/btp.13044

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Latitudinal and altitudinal variations across temperate to subtropical forests from southern Kyushu to the northern Ryukyu Archipelago, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Aiba S, Kira Y, Araki K, Imamura F, Ishinuki T, Nagata T, Shimonishi S, Ugawa S, Wakiyama S, Yamada T, Yoneda T, Suzuki E.
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 26 号: 3 ページ: 171-180

    • DOI

      10.1080/13416979.2020.1854065

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of El Nino drought on tree mortality and growth across forest types at different elevations in Borneo2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Miyamoto, Shin-ichiro Aiba, Ryota Aoyagi, Reuben Nilus
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 490 ページ: 119096-119096

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2021.119096

    • 関連する報告書
      2021 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] Effects of tree-root exudates on the solubilization of phosphorus adsorbed to non-crystalline minerals in the rhizosphere volcanic soils on Yakushima Island, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Mukai M, Aiba S, Kitayama K
    • 雑誌名

      Trees

      巻: 35 号: 6 ページ: 2031-2041

    • DOI

      10.1007/s00468-021-02170-3

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      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Edaphic specialization and vegetation zones define elevational range-sizes for Mt Kinabalu regional flora2021

    • 著者名/発表者名
      Whitman M, Beaman RS, Repin R, Kitayama K, Aiba S, Russo SE
    • 雑誌名

      Ecography

      巻: 44 号: 11 ページ: 1698-1709

    • DOI

      10.1111/ecog.05873

    • 関連する報告書
      2021 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] Light and nutrient limitations for tree growth on young versus old soils in a Bornean tropical montane forest.2020

    • 著者名/発表者名
      Aiba S., Kitayama K.
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 133 号: 5 ページ: 665-679

    • DOI

      10.1007/s10265-020-01217-9

    • NAID

      40022332353

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Long-term thermal sensitivity of Earth’s tropical forests2020

    • 著者名/発表者名
      Sullivan MJ.P.、Lewis SL.、Affum-Baffoe K、Castilho、Costa F、Sanchez AC、Ewango CEN.、Hubau W、Marimon B、Monteagudo-Mendoza A、Qie L、Sonk B、Martinez RV、Baker TR、Brienen RJW.、Feldpausch TR、Galbraith D、Gloor M、Malhi Y、Aiba S et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 368 号: 6493 ページ: 869-874

    • DOI

      10.1126/science.aaw7578

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphorus allocation to and resorption from leaves regulate the residence time of phosphorus in above‐ground forest biomass on Mount Kinabalu, Borneo2020

    • 著者名/発表者名
      Tsujii Yuki、Aiba Shin‐ichiro、Kitayama Kanehiro
    • 雑誌名

      Functional Ecology

      巻: 34 号: 8 ページ: 1702-1712

    • DOI

      10.1111/1365-2435.13574

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The global abundance of tree palms2020

    • 著者名/発表者名
      Muscarella R, Emilio T, Phillips OL et al. (Imai N 94/223 persons)
    • 雑誌名

      Global Ecology and Biogeography

      巻: 29 号: 9 ページ: 14951514-14951514

    • DOI

      10.1111/geb.13123

    • 関連する報告書
      2020 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] Tropical cyclones and island area shape species abundance distributions of local tree communities.2020

    • 著者名/発表者名
      Ibanez T, Keppel G, Baider C, Birkinshaw C, Florens FBV, Laidlaw M, Menkes C, Parthasarathy N, Rajkumar M, Ratovoson F, Rasingam L, Reza L, Aiba S, Webb EL, Zang R, Birnbaum P
    • 雑誌名

      Oikos

      巻: 129 号: 12 ページ: 1856-1866

    • DOI

      10.1111/oik.07501

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature is a dominant driver of distinct annual seasonality of leaf litter production of equatorial tropical rain forests.2020

    • 著者名/発表者名
      Kitayama K., Ushio M., Aiba S.
    • 雑誌名

      Journal of Ecology

      巻: 109 号: 2 ページ: 727-736

    • DOI

      10.1111/1365-2745.13500

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen mineralization rates of the soils incubated under different temperatures from different elevations along an environmental gradient on Yakushima Island2020

    • 著者名/発表者名
      Mana Mukai, Taiki Mori, Shin-ichiro Aiba, Kanehiro Kitayama
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 35 号: 2 ページ: 428-438

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12092

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 屋久島原生照葉樹林の40年間の動態2024

    • 著者名/発表者名
      相場慎一郎,秦大平,萩原航紀,渡部俊太郎,竹口輝
    • 学会等名
      第71回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新北限地におけるブナ孤立林の組成と構成2024

    • 著者名/発表者名
      萩原航紀, 相場慎一郎
    • 学会等名
      第71回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 屋久島照葉樹林の動態:優占樹種に注目して2024

    • 著者名/発表者名
      秦大平, 相場慎一郎
    • 学会等名
      第71回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] キナバル山の標高・土壌傾度における樹木の死亡パターン2024

    • 著者名/発表者名
      澤本丈弥, 相場慎一郎, 北山兼弘
    • 学会等名
      第71回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Structure of Alnus japonica swamp forest including a multi-stemmed shrub, Betula ovalifolia, in eastern Hokkaido2023

    • 著者名/発表者名
      Aiba S, Bayarsaikhan D, Funatsu W.
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Stand dynamics over 15 years in an isolated forest of Fagus crenata at the northern margin of its distribution range in Hokkaido, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Aiba S, Abo E, Miyazaki S, Tsuzuki Y, Bayarsaikhan D, Matsui T, Namikawa K.
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of ground and drone observations to understand forest structure and dynamics in a subarctic coniferous forest2022

    • 著者名/発表者名
      Abo E, Nishimura N, Ebina M, Takeuchi F, Ohno Y, Hara T, Aiba S.
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 南西諸島の原生的森林の地理的変異を地史と気候から説明する2021

    • 著者名/発表者名
      相場慎一郎
    • 学会等名
      第28回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 屋久島と奄美・沖縄の植物相と植生2021

    • 著者名/発表者名
      相場慎一郎
    • 学会等名
      屋久島学ソサエティ第9回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Latitudinal and altitudinal variations across temperate to subtropical forests from southern Kyushu to the northern Ryukyu Archipelago, Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      Aiba S, Kira Y, Araki K, Imamura F, Ishinuki T, Nagata T, Shimonishi S, Ugawa S, Wakiyama S, Yamada T, Yoneda T, Suzuki E.
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tropical forest dynamics over 22 years across elevational and edaphic gradients on Mount Kinabalu, Borneo2019

    • 著者名/発表者名
      Aiba, S, Kitayama, K.
    • 学会等名
      第29回日本熱帯生態学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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