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乾燥ストレス下で葉の通水性はなぜ低下するのか?

研究課題

研究課題/領域番号 20K15554
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関国立研究開発法人国際農林水産業研究センター (2021-2022)
国立研究開発法人森林研究・整備機構 (2020)

研究代表者

河合 清定  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 林業領域, 任期付研究員 (50846334)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード亜熱帯気候 / 海洋島 / 気候変動 / 固有種 / 植物解剖学 / 水分生理 / 木材解剖学 / 光合成 / 土壌乾燥
研究開始時の研究の概要

個葉の生理特性に大きな影響を及ぼす葉の通水性(水の流れやすさ)が乾燥ストレス下で低下するメカニズムおよびその波及効果を解明する.そのために,夏季に強い乾燥にさらされる小笠原諸島の樹木を対象に,1)乾燥下での葉の通水性の低下に関わる形態・物理的要因を調べ,2)通水性の低下に対し,光合成や蒸散,水収支といった葉や個体の特性がいかに変化するかを明らかにする.本研究の遂行により,乾燥下における樹木の生理的な応答がわかり,将来の乾燥化に対し樹木の成長や森林の物質生産がどう変わるのか予測に貢献する.

研究成果の概要

夏季に乾燥する小笠原諸島父島において、葉の生理・形態特性が大きく異なる6樹種を対象に、葉の通水性の日変化を調べ、樹種間でのパターンの違いをもたらす要因を調べた。葉通水性の日変化パターンは樹種によって大きく異なり、午前中に上昇し、午後に低下する種、午後にピークを迎える種、日中を通じてあまり変化しない種が存在した。日中を通じた最大通水性は、通水欠損度と正の相関を示し、最大水輸送能力と通水維持能力にはトレード・オフの関係があることがわかった。通水欠損度は、葉の浸透調節能力とも正に関係しており、葉肉細胞の膨圧維持が、葉における水輸送の維持に重要であ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

葉の通水性は、植物個体全体の水輸送を律速する要因であり、物質生産や環境適応にも影響する。葉の通水性は乾燥ストレスや光強度などの環境要因に応答して変化することが知られているが、樹種による応答の違いやそのメカニズムについては、特に野外においてよくわかっていない。本課題では、野外の樹木における葉通水性の環境応答には大きな種間差があり、その応答性は、葉の特性と密接に関係していることを見出した。これらの結果は、変動環境における樹木ならびに森林の生理機能の応答予測に貢献する。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 亜熱帯樹木群集における葉形質の乾燥応答:種の置き換わりと種内変異に着目して2023

    • 著者名/発表者名
      河合清定, 田中憲蔵, 漢那賢作, 石田厚
    • 雑誌名

      関東森林研究

      巻: 74 ページ: 77-80

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 樹木における木部形態の多様性と機能2022

    • 著者名/発表者名
      河合清定
    • 雑誌名

      日本熱帯生態学会ニューズレター

      巻: 126 ページ: 4-9

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parenchyma underlies the interspecific variation of xylem hydraulics and carbon storage across 15 woody species on a subtropical island in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Kiyosada、Minagi Kanji、Nakamura Tomomi、Saiki Shin-Taro、Yazaki Kenichi、Ishida Atsushi
    • 雑誌名

      Tree Physiology

      巻: 42 号: 2 ページ: 337-350

    • DOI

      10.1093/treephys/tpab100

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tree hazards compounded by successive climate extremes after masting in a small endemic tree, <i>Distylium lepidotum</i> , on subtropical islands in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tomomi、Ishida Atsushi、Kawai Kiyosada、Minagi Kanji、Saiki Shin‐Taro、Yazaki Kenichi、Yoshimura Jin
    • 雑誌名

      Global Change Biology

      巻: 27 号: 20 ページ: 5094-5108

    • DOI

      10.1111/gcb.15764

    • NAID

      120007149005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 亜熱帯樹木群集における葉形質の乾燥応答:種の置き換わりと種内変異に着目して2022

    • 著者名/発表者名
      河合清定, 田中憲蔵, 漢那賢作, 石田厚
    • 学会等名
      関東森林学会2022年度東京大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 降水量が異なる地域に成立した亜熱帯樹木群集における生理生態学的特性の比較2022

    • 著者名/発表者名
      河合清定、田中憲蔵、石田厚
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 材密度の異なる小笠原乾性低木林樹木の糖と水の利用戦略2022

    • 著者名/発表者名
      皆木寛治,河合清定, 才木真太朗 , 矢崎健一, 石田厚
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydraulic failure and carbon starvation between extreme and mild drought events across 20 drought-tolerant woody plants in the Ogasawara Islands2021

    • 著者名/発表者名
      K. Minagi, K. Kawai, S.-T. Saiki, K. Yazaki, A. Ishida
    • 学会等名
      The 9th EAFES International Congress
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 葉面吸収水の樹体バイオマスへのアロケーション2021

    • 著者名/発表者名
      河合清定, 香川聡
    • 学会等名
      第68回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 台風攪乱とマスティングの同時発生は小笠原諸島のシマイスノキの被害を拡大する2021

    • 著者名/発表者名
      中村友美、皆木寛司、河合清定、才木真太朗、矢崎健一、中野隆志、石田厚
    • 学会等名
      第68回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 小笠原諸島における夏の極端な乾燥条件下での通水欠損障害の進行と木部の通水欠損耐性2021

    • 著者名/発表者名
      皆木寛司, 河合清定, 中村友美, 才木真太朗, 矢崎健一, 石田厚
    • 学会等名
      第68回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 柔細胞の種間多様性は木部の機能とどう関係しているか?:冷温帯林と亜熱帯林における検証2020

    • 著者名/発表者名
      河合清定, 石田厚, 才木真太朗, 檀浦正子, 中村友美, 皆木寛司, 矢崎健一, 吉川彬
    • 学会等名
      組織と材質研究会 2020秋の研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 皆木寛司, 河合清定, 中村友美, 才木真太朗, 矢崎健一, 石田厚2020

    • 著者名/発表者名
      小笠原乾性低木樹種の道管の水切れのしやすさと樹形の結びつき
    • 学会等名
      第84回日本植物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 中村友美, 河合清定, 皆木寛司, 才木真太朗, 矢崎健一, 石田厚2020

    • 著者名/発表者名
      種子生産と台風撹乱の交互作用がシマイスノキの衰退に及ぼす影響
    • 学会等名
      第84回日本植物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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