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樹木の花は土壌生態系へのリソースパルスとなりうるか?

研究課題

研究課題/領域番号 19H02999
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
研究機関秋田県立大学

研究代表者

星崎 和彦  秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (30322655)

研究分担者 野口 麻穂子  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 (00455263)
井田 秀行  信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (70324217)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードリターフォール / 窒素 / リン / 開花 / リター分解 / 落葉 / 開花量 / 元素流出量 / ティーバッグ実験 / 花 / 元素供給量 / 窒素含有率 / 花リター / 元素含有率
研究開始時の研究の概要

樹木の開花量は年により大きく変動し、生態系に大きな影響を与える。本研究は、今まで見過ごされてきた花や花粉も生態系内物質循環の駆動因子だと捉え、開花の年変動が林床への「資源パルス」(=不定期で突然多量に供給される資源)を作っているのではないか、その貢献は土壌生態系にとって無視できないものではないかという仮説を、野外実験(リターバッグ)と落葉量(リターフォール)観測データの解析の2つのアプローチを通じて、検証する。

研究成果の概要

冷温帯の主要な落葉広葉樹では、窒素とリンの含有率は花粉が最も高く、次に花リターが続き、葉リターが最も低かった。分解のしにくさを指標するC/Nでも同様であった。岩手県の1haプロットにおける1991~2015年のリタートラップ観測から、年間のリター供給量に占める花の貢献度は重量ベースではごくわずかであったが、各器官の窒素・リン含有率を加味した窒素換算では花の割合が最大8.4%(CV 1.29)、リン換算では最大27%(CV1.10)に達した。葉リター・花リターそれぞれのリターバッグ実験から、花リターは葉リターよりも分解速度が速かった。これは、花リターの分解しやすさ(上のC/N)とも符合する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

森林樹木の開花量の年変動は世界中の森林で広く見られる現象で、その発生メカニズムや進化生態学的意義、動物個体群への波及反応などの関連分野に影響を与えてきたが、物質循環研究との接点はこれまでほとんど見られなかった。本課題では、開花の年変動が土壌生態系への窒素供給に季節的、年間のパルスを形成していることを発見した。これらの知見は、今後の学際的な研究の糸口となりうるほか、開花にともなう花粉飛散が林地の肥料となりうる可能性を示唆しており、林業など応用的な観点でも意義がある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (15件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 7件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Inst. Botany of Czech Academy of Science/University of South Bohemia/Czech University of Life Sciences Prague(チェコ)

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  • [国際共同研究] Center for Intenational Forest Research/National Research and Innovation Agency(インドネシア)

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  • [国際共同研究] Universite Grenoble Alpes/Universite Paris-Saclay/INRAE(フランス)

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  • [国際共同研究] Adam Mickiewicz University/Polish Academy of Sciences(ポーランド)

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  • [国際共同研究] Duke University/USGS Western Ecological Research Center/Boston University(米国)

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  • [国際共同研究]

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  • [国際共同研究] Environmental Agency Austria/Austrian Research Centre for Forests/University of Innsbruck(オーストリア)

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  • [国際共同研究] iDiv/Universitatsstrasse 10/Leipzig University(ドイツ)

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  • [国際共同研究] Adam Mickiewicz University/Polish Academy of Science(ポーランド)

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  • [国際共同研究] Duke University/University of Colorado/Washington University(米国)

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  • [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)

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  • [国際共同研究]

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  • [国際共同研究] Environmental Agency Austria/University of Cpenhagen/Ghent University(オーストリア)

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  • [国際共同研究] iDiv/Environmental Agency Austria(ドイツ)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Swiss Federal Inst. for Forest, Snow/Environmental Agency Austria(スイス)

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  • [雑誌論文] Linking seed size and number to trait syndromes in trees2023

    • 著者名/発表者名
      Bogdziewicz, M. et al. (全96人中37番目にK. Hoshizaki)
    • 雑誌名

      Global Ecology and Biogeography

      巻: 32 号: 5 ページ: 683-694

    • DOI

      10.1111/geb.13652

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      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] Contribution of tree community structure to forest productivity across a thermal gradient in eastern Asia2023

    • 著者名/発表者名
      Kohyama Tetsuo I.、Sheil Douglas、Sun I-Fang、Niiyama Kaoru、Suzuki Eizi、Hiura Tsutom、Nishimura Naoyuki、Hoshizaki Kazuhiko、Wu Shu-Hui、Chao Wei-Chun、Nur Hajar Zamah S.、Rahajoe Joeni S.、Kohyama Takashi S.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 1113-1113

    • DOI

      10.1038/s41467-023-36671-1

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      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] Annual production of the beech (Fagus crenata) reproductive-organ in stands with different elevations and histories in a snowy rural area of central Japan over 24 years (1999-2022)2023

    • 著者名/発表者名
      Ida, H.; Kamijo, T.; Harada, K.; Miyazaki, M.
    • 雑誌名

      Bulletin of the Institute of Nature Education in Shiga Heights, Shinshu University

      巻: 60 ページ: 43-48

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      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Globally, tree fecundity exceeds productivity gradients2022

    • 著者名/発表者名
      Journe Valentin, et al. (全94人中37番目にK. Hoshizaki)
    • 雑誌名

      Ecology Letters

      巻: 25 号: 6 ページ: 1471-1482

    • DOI

      10.1111/ele.14012

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      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluating the soil microbe community‐level physiological profile using <scp>EcoPlate</scp> and soil properties at 33 forest sites across Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura et al.
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 37 号: 3 ページ: 432-445

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12293

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Limits to reproduction and seed size-number trade-offs that shape forest dominance and future recovery2022

    • 著者名/発表者名
      Qiu T., et al. (全99人中37番目にK. Hoshizaki)
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 2381-2381

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30037-9

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      2022 実績報告書 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] 段丘面上に分布するブナ林土壌の保水機能の定量評価―カヌマ沢渓畔林試験地における実証研究―2022

    • 著者名/発表者名
      大貫靖浩・野口麻穂子・太田和秀・星崎和彦・延廣竜彦・山下尚之
    • 雑誌名

      東北森林科学会誌

      巻: 28 ページ: 10-15

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      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gross Primary Production of Dwarf Bamboo, Sasa senanensis, in Cool-Temperate Secondary Forests with Different Canopy Structures2022

    • 著者名/発表者名
      Cai Yihan、Koido Ririko、Umino Taichi、Sakamoto Hiroki、Hasebe Yuki、Sarmah Ragini、Yoneda Mio、Ida Hideyuki、Hirota Mitsuru
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 13 号: 4 ページ: 564-564

    • DOI

      10.3390/f13040564

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      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stochasticity of individual competition and local matchup inequality for saplings in a niche‐structured forest2022

    • 著者名/発表者名
      Hoshizaki Kazuhiko、Takahashi Satoshi、Tanaka Hiroshi、Oki Shinji、Matsushita Michinari
    • 雑誌名

      Ecology

      巻: 103 号: 4 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/ecy.3624

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      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aboveground biomass increments over 26?years (1993?2019) in an old-growth cool-temperate forest in northern Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Noguchi Mahoko、Hoshizaki Kazuhiko、Matsushita Michinari、Sugiura Daiki、Yagihashi Tsutomu、Saitoh Tomoyuki、Itabashi Tomohiro、Kazuhide Ohta、Shibata Mitsue、Hoshino Daisuke、Masaki Takashi、Osumi Katsuhiro、Takahashi Kazunori、Suzuki Wajirou
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 135 号: 1 ページ: 69-79

    • DOI

      10.1007/s10265-021-01358-5

    • NAID

      40022803535

    • 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
  • [雑誌論文] Relationship between Canopy Structure and Community Structure of the Understory Trees in a Beech Forest in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Tanioka Yosuke、Ida Hideyuki、Hirota Mitsuru
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 13 号: 4 ページ: 494-494

    • DOI

      10.3390/f13040494

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      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A 15-year study on the relationship between beech (Fagus crenata) reproductive-organ production and the numbers of nuisance Japanese black bears (Ursus thibetanus japonicus) killed in a snowy rural region in central Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Ida Hideyuki
    • 雑誌名

      Landscape and Ecological Engineering

      巻: 17 号: 4 ページ: 507-514

    • DOI

      10.1007/s11355-021-00472-9

    • NAID

      40022712739

    • 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
  • [雑誌論文] Is there tree senescence? The fecundity evidence2021

    • 著者名/発表者名
      Qiu Tong、Aravena Marie-Claire、Andrus Robert、et al. (K. Hoshizaki: 全61人中23番目)
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 118 号: 34 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1073/pnas.2106130118

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      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 Climate and Atmospheric Nitrogen Deposition on Early to Mid-Term Stage Litter Decomposition Across Biomes2021

    • 著者名/発表者名
      Kwon TaeOh、Shibata Hideaki、Kepfer-Rojas Sebastian、Schmidt Inger K.、Larsen Klaus S.、Beier Claus、Berg Bj?rn、Verheyen Kris、Lamarque Jean-Francois、Hagedorn Frank、Eisenhauer Nico、Djukic Ika、TeaComposition Network* (*K. Hoshizaki: 全259人中131番目)
    • 雑誌名

      Frontiers in Forests and Global Change

      巻: 4 ページ: 1-18

    • DOI

      10.3389/ffgc.2021.678480

    • 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] Assessing insect herbivory on broadleaf canopy trees at 19 natural forest sites across Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Hino、Hiura Tsutom、Nakamura Masahiro et al.
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: - 号: 3 ページ: 562-572

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12215

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      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Harmonized data on early stage litter decomposition using tea material across Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi N Suzuki, Mioko Ataka, Ika Djukic, Tsutomu Enoki, Karibu Fukuzawa, Mitsuru Hirota Taku Hishi, Tsutom Hiura, Kazuhiko Hoshizaki, Hideyuki Ida, Akira Iguchi, Masahiro Nakamura
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 34 号: 5 ページ: 575-576

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12032

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      2019 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] 冷温帯の老齢林における地上部バイオマスの長期変化2023

    • 著者名/発表者名
      野口麻穂子・本間千夏・星崎和彦
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
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      2022 実績報告書
  • [学会発表] 種子生産の種間同調はジェネラリスト捕食者による種子の損失を変えるか?2023

    • 著者名/発表者名
      本間千夏・野口麻穂子・星崎和彦
    • 学会等名
      第134回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 岩手県の落葉樹林における種子生産量の長期パターン:個体群レベル・個体ベースの推定2023

    • 著者名/発表者名
      本間千夏・野口麻穂子・正木隆・星野大介・星崎和彦
    • 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] 冷温帯ブナ老齢林のブナ実生と環境要因の関係性 -100x30m内の実生全個体調査から-2022

    • 著者名/発表者名
      米田美桜、蔡一涵、谷岡庸介、井田秀行、廣田充
    • 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] 分解特性の高い花リターが森林土壌に供給する窒素・リンの季節傾向2020

    • 著者名/発表者名
      太田和秀, 野口麻穂子, 板橋朋洋, 齋藤智之, 八木橋勉, 佐藤孝, 星崎和彦
    • 学会等名
      日本生態学会第67回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 林冠ギャップにおける下層植生の生産特性2020

    • 著者名/発表者名
      谷岡庸介, 蔡一涵, 北川徹, 井田秀行, 廣田充
    • 学会等名
      日本生態学会第67回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Flower litters as hyper nitrogen- and phosphorous-rich resources for soil ecosystem in a temperate mixed forest2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide O, Itabashi T, Sato T, Hoshizaki K
    • 学会等名
      AsiaFlux2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東大など、60カ所の継続調査データを用いて樹木種レベルの年間炭素生産量が森林の炭素生産量を・・

    • URL

      https://www.nikkei.com/article/DGXZRSP650933_Q3A310C2000000/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 【プレスリリース】なぜ温暖な森林は生産量が大きいのか?

    • URL

      https://www.akita-pu.ac.jp/kenkyuseika/kenkyuseika2022/7793

    • 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: 2024-01-30  

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