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森林の落葉多様性が分解速度を促進するプロセスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K20003
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分64040:自然共生システム関連
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

執行 宣彦  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 任期付研究員 (70866110)

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
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード土壌微生物 / 生物多様性ー生態系機能 / プライミング効果 / ニッチ相補性 / 機能形質 / 生物多様性ー生態系機 
研究開始時の研究の概要

樹木群集の生産する多様な落葉が森林土壌の生態系機能を向上させることが古くから指摘されている。しかし、落葉の多様性が土壌生態系に与える影響のメカニズムは、十分に明らかにされていない。この原因は、主に植物の生産する膨大な種類の代謝産物が、落葉分解を通じて地下部の微生物群集とどのように関係しているのかが解明されていないためである。本研究では、落葉の多様性が分解速度を促進するプロセスを落葉混合実験により解明する。特に、植物のメタボローム解析と生菌微生物群集のアンプリコンシーケンス解析から、落葉中の植物代謝産物の分解過程と微生物の群集動態の関係を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、森林での落葉多様性が分解速度を促進させるプロセスを明らかにするために、野外で樹種組成と微生物群集の関係の把握し、室内での落葉混合のマイクロコズム試験を行った。その結果、コメツガやスギなどの針葉樹の落葉では、落葉多様性が増加しても分解率は促進しなかったが、カエデ属の落葉では、分解者微生物のニッチ相補性により分解が促進することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は、森林土壌における「生物多様性-生態系機能」の関係の理解に大きく貢献する。また、森林では複数種の樹木によって構成されるが、気候変動に伴う森林の炭素動態の予測モデルは、通常、落葉分解に関する情報は単独状態での落葉の分解データしか組み込まれていない。そのため、本研究の成果は、森林生態系の炭素動態の予測においても重要な知見となる。さらに、人工林の広葉樹林化・針広混交林化などの多様性を考慮した森林整備での、土壌生態系への影響解明など応用的な研究への発展に貢献すると考えられる。

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

    (10件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Slope-induced factors shape bacterial communities in surface soils in a forested headwater catchment2022

    • 著者名/発表者名
      Shigyo Nobuhiko、Furusawa Hitomi、Yamashita Naoyuki、Nagakura Junko、Manaka Takuya、Yamada Tsuyoshi、Hirai Keizo
    • 雑誌名

      CATENA

      巻: 214 ページ: 106253-106253

    • DOI

      10.1016/j.catena.2022.106253

    • 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
  • [雑誌論文] Influence of understory vegetation on soil bacterial communities and nitrogen cycling gene abundance in cool-temperate and sub-alpine forests along an elevational gradient2021

    • 著者名/発表者名
      Toshihide Hirao, Masanori Fujii, Nobuhiko Shigyo, Hisaya Kojima, Manabu Fukui
    • 雑誌名

      Pedobiologia

      巻: 87-88 ページ: 150746-150746

    • DOI

      10.1016/j.pedobi.2021.150746

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Saprotrophic and ectomycorrhizal fungi exhibit contrasting richness patterns along elevational gradients in cool-temperate montane forests2021

    • 著者名/発表者名
      Shigyo Nobuhiko、Hirao Toshihide
    • 雑誌名

      Fungal Ecology

      巻: 50 ページ: 101036-101036

    • DOI

      10.1016/j.funeco.2020.101036

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The relationship between fungal communities and growth of Betula ermnaii populations in five planting sites2023

    • 著者名/発表者名
      Aye Myat Myat Paing, Shigyo Nobuhiko, Tsumura Yoshihiko, Yoshida Toshiya, Takagi Masahiro, Hisamoto Yoko, Goto Susumu
    • 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] Diversity of soil fungal communities associated with Betula ermanii in five transplanted sites2023

    • 著者名/発表者名
      Aye Myat Myat Paing, Shigyo Nobuhiko, Tsumura Yoshihiko, Takagi Masahiro, Hisamoto Yoko, Goto Susumu
    • 学会等名
      International Symposium of Long-term Forest Monitoring Research in Asia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 落葉の樹種による違いが鉱質土壌の硝化微生物群集に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      執行宣彦, 古澤仁美, 阪田匡司, 細川奈々枝, 平井敬三
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 木質燃焼灰施用が施用4年後のスギ新植林分の土壌微生物相に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      山田毅, 執行宣彦, 平井敬三, 佐野哲也, 長倉淳子, 西川祥子, 松岡秀尚
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 斜面位置の変化に伴うリター層と鉱質土壌層の特性変化が山地小流域の細菌群集を形成する2021

    • 著者名/発表者名
      執行宣彦, 古澤仁美, 山下尚之, 長倉淳子, 眞中卓也, 山田毅, 平井敬三
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リター層と土壌層における細菌の群集と機能の小集水域スケール2021

    • 著者名/発表者名
      執行宣彦・古澤仁美・山下尚之・長倉淳子・眞中卓也・山田毅・平井敬三
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 木質燃焼灰施用後4年間にわたるスギ新植林分の土壌化学性の変化2021

    • 著者名/発表者名
      山田毅・平井敬三・佐野哲也・執行宣彦・長倉淳子・西川祥子・松岡秀尚
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 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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