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気候変動が森林の生物多様性と生態系機能に与える影響:北米大陸全域60年間の動態

研究課題

研究課題/領域番号 20J00178
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分64040:自然共生システム関連
研究機関東京大学

研究代表者

久野 真純  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード生物多様性 / 生態系機能 / 生産性 / 森林生態系 / 機能的多様性 / 機能形質 / 北方林 / 気候変動 / 気候変動影響 / 森林組成 / 構造的多様性 / 森林生産量 / 植物機能形質
研究開始時の研究の概要

本研究では、ビッグデータを堅牢な統計的手法によって解析することで、生物多様性の気候変動に対する応答を調べる。具体的には、北米大陸約4万調査区、そこでモニタリングされた220万個体の樹木、その60年間にわたる非常に大規模なデータを扱う(※アジア諸国では森林モニタリングの歴史は浅く、また、欧州では天然植生が少ないうえ、データがカバーする気候帯の幅も狭い)。本研究は、北米大陸における亜寒帯・温帯・亜熱帯など、広域な気候区分における森林の生物多様性および生態系機能に与えるインパクトを評価する。そのため、本研究の成果は地球上におけるさまざま気候区分に属する森林に対して幅広い汎用性をもたらすと期待される。

研究実績の概要

カナダの森林モニタリングデータを解析し、【目的1】気候変動が自然林の樹木の多様性に与える影響、および【目的2】気候変動が自然林の生態系機能(成長量)に与える影響は樹木の機能的多様性および機能的冗長性を高めることで緩和されるか、ということを調べた。
【目的1】では、プロットレベルにおける森林の樹木の種多様性およびその回転率を応答変数、長期気候変動(時間的気候因子)、地理的気候勾配(空間的気候因子)、林齢、およびそれらの交互作用を説明変数に、線形混合モデルを用いて解析を行った。【目的2】では、プロットレベルにおける森林の成長量を応答変数、長期気候変動(時間的気候因子)、林齢、機能的多様性(または機能的冗長性)、機能的組成、およびそれらの交互作用を説明変数に、線形混合モデルを用いて解析を行った。
その結果、【目的1】温帯林では、北方林と比べてより速い速度で樹種の変化が生じていること、および【目的2】気候変動、とくに乾燥化が森林成長量に与えるマイナスの影響は、機能的多様性ではなく機能的冗長性によって軽減されることがわかった。【目的1】は解析途中であり、【目的2】は学術誌投稿に向けて執筆中である。
なお、両研究の促進を図るため、2022年2月から7月にかけて「Japanese-Swiss Science and Technology Programme:Young Researchers Exchange Programme between Japan and Switzerland」を通してスイス連邦工科大学陸域生態系研究科において在外研究を行った(ホスト研究者:生態系管理学グループ Jaboury Ghazoul 教授)。
さらに、研究の拡大を図るため、日本国内の森林モニタリングデータを解析し、気候変動が森林の生態系機能(中国・中山大学との共同研究)および生物多様性(オーストリア国立大学との共同研究)に与える影響についても調べた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] レイクヘッド大学/アルバータ大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 中山大学(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] オーストラリア国立大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural diversity as a reliable and novel predictor for ecosystem productivity2023

    • 著者名/発表者名
      LaRue Elizabeth A、Knott Jonathan A、Domke Grant M、Chen Han YH、Guo Qinfeng、Hisano Masumi、Oswalt Christopher、Oswalt Sonja、Kong Nicole、Potter Kevin M、Fei Songlin
    • 雑誌名

      Frontiers in Ecology and the Environment

      巻: 21 号: 1 ページ: 33-39

    • DOI

      10.1002/fee.2586

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tree diversity increases decadal forest soil carbon and nitrogen accrual2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Xinli、Taylor Anthony R.、Reich Peter B.、Hisano Masumi、Chen Han Y. H.、Chang Scott X.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: in press (published online) 号: 7963 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41586-023-05941-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Climate‐driven divergent long‐term trends of forest beetles in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Evans Maldwyn J.、Barton Philip、Niwa Shigeru、Soga Masashi、Seibold Sebastian、Tsuchiya Kazuaki、Hisano Masumi
    • 雑誌名

      Ecology Letters

      巻: 25 号: 9 ページ: 2009-2021

    • DOI

      10.1111/ele.14082

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The effects of functional diversity and identity (acquisitive versus conservative strategies) on soil carbon stocks are dependent on environmental contexts2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Xinli、Hisano Masumi、Taylor Anthony R.、Chen Han Y.H.
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 503 ページ: 119820-119820

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2021.119820

    • 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] Structural diversity as a reliable and novel predictor for ecosystem productivity2022

    • 著者名/発表者名
      E LaRue, J Knott, G Domke, HYH Chen, G Qinfeng, M Hisano, C Oswalt, S Oswalt, N Kong, KM Potter, S Fei
    • 雑誌名

      Frontiers in Ecology and the Environment

      巻: 印刷中

    • 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] Rapid functional shifts across high latitude forests over the last 65?years2021

    • 著者名/発表者名
      Hisano Masumi、Ryo Masahiro、Chen Xinli、Chen Han Y. H.
    • 雑誌名

      Global Change Biology

      巻: 27 号: 16 ページ: 3846-3858

    • DOI

      10.1111/gcb.15710

    • 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] Red foxes in Japan show adaptability in prey resource according to geography and season: A meta‐analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Hisano Masumi、Evans Maldwyn J.、Soga Masashi、Tsunoda Hiroshi
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 37 号: 2 ページ: 197-214

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12287

    • 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] Spatial variation in climate modifies effects of functional diversity on biomass dynamics in natural forests across Canada2020

    • 著者名/発表者名
      Hisano Masumi、Chen Han Y. H.
    • 雑誌名

      Global Ecology and Biogeography

      巻: 29 号: 4 ページ: 682-695

    • DOI

      10.1111/geb.13060

    • 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] Adaptations to prey base in the hypercarnivorous leopard cat <i>Prionailurus bengalensis</i>2020

    • 著者名/発表者名
      Hisano Masumi、Newman Chris
    • 雑誌名

      Ethology Ecology &amp; Evolution

      巻: 32 号: 4 ページ: 324-335

    • DOI

      10.1080/03949370.2020.1711816

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Toward a better understanding of the Japanese Marten Martes melampus diet2020

    • 著者名/発表者名
      Hisano Masumi
    • 雑誌名

      Small Carnivore Conservation

      巻: 58

    • 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
  • [学会発表] 気候変動下における「機能的多様性と森林生態系機能」の関係2023

    • 著者名/発表者名
      久野真純, ハン・チェン
    • 学会等名
      日本生態学会第70回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 65年間におけるカナダ北方林の植生変化:高緯度地域でより速い機能組成シフト2022

    • 著者名/発表者名
      久野真純, 梁政寛, Chen X, Chen HYH.
    • 学会等名
      第69回日本生態学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 気候変動が北方林の生態系に与える影響:カナダにおける長期生態学研究から見えること2021

    • 著者名/発表者名
      久野真純
    • 学会等名
      第8回毎木コミュニティMaiboセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カナダにおける気候勾配が樹木の機能的多様性とバイオマス動態の関係性に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      久野真純, Chen HYH
    • 学会等名
      第68回日本生態学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 樹木の多様性は、過去半世紀間の気候変動による北方林の成長量増加を増大させ、枯死量増加を軽減させる2021

    • 著者名/発表者名
      久野真純
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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