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広葉樹の樹冠の進化生態学:高い光競争力は森林生産を犠牲にしているのか?

研究課題

研究課題/領域番号 20K21332
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

小野田 雄介  京都大学, 農学研究科, 准教授 (70578864)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード樹形 / 光競争 / 個体成長 / 林分成長 / 力学 / 広葉樹 / 競争 / 林木育種 / 成長 / 密度効果 / 育種 / クリ / 樹冠 / 安全率 / 栽培実験 / 分枝 / 接木 / 森林生産
研究開始時の研究の概要

広葉樹は、針葉樹よりも、効率的な水輸送により葉の光合成速度が高く、また頑丈な材により幅広い樹冠をもち、光競争で優位に立つ。それにも関わらず、成熟した森林を比較すると、広葉樹林は針葉樹林よりもしばしば生産力が低い。このパラドクスを引き起こす原因は解明されていない。本研究では、材強度・樹冠の形状・光獲得・光利用の関係性を明らかにし、広葉樹の樹冠形状が競争と森林生産に及ぼす影響を包括的に明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、樹木の材強度・樹冠の形状・光獲得・光利用の関係性を明らかにし、広葉樹の樹冠形状が競争と森林生産に及ぼす影響を包括的に明らかにすることを目的とした。材強度と樹形に関する15種の比較研究により、広葉樹は、材密度が高くても、横枝伸長に必要なバイオマス量を変えずに、より安全に伸ばせることが可能であり、それにより、広い樹冠を達成していることが示唆された。樹形の遺伝的変異を介した競争と成長を評価するために、樹形の異なる8系統のクリを使った栽培実験を行った。横枝が多い系統ほど、低密度では成長が良く、高密度では成長が悪いことを予想し、予想と反しない結果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

樹種によって、どうして樹形が異なるのかという、一般的な問いに対して、力学的かつ進化学的な視点から答えを見出した。また樹形が光競争を通して、個体生産と林分生産にどのような影響を及ぼすかを検討した。この研究が進むことにより、林分生産を向上させる樹形をもつ遺伝型の選抜など、林業への貢献が期待される。

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

    (27件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (23件)

  • [雑誌論文] Vertical and horizontal light heterogeneity along gradients of secondary succession in cool‐ and warm‐temperate forests2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Tomonari、Hiura Tsutom、Onoda Yusuke
    • 雑誌名

      Journal of Vegetation Science

      巻: 33 号: 3

    • DOI

      10.1111/jvs.13135

    • 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] A cost-benefit analysis of leaf carbon economy with consideration of seasonal changes in leaf traits for sympatric deciduous and evergreen congeners: implications for their coexistence2022

    • 著者名/発表者名
      Ye Yunhan、Kitayama Kanehiro、Onoda Yusuke
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 234 号: 3 ページ: 1047-1058

    • DOI

      10.1111/nph.18022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Forest canopy height variation in relation to topography and forest types in central Japan with LiDAR2022

    • 著者名/発表者名
      Farhadur Rahman Md.、Onoda Yusuke、Kitajima Kaoru
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 503 ページ: 119792-119792

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2021.119792

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wider crown shyness between broad-leaved tree species than between coniferous tree species in a mixed forest of Castanopsis cuspidata and Chamaecyparis obtusa2021

    • 著者名/発表者名
      Onoda Yusuke, Bando Reo
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 樹形の遺伝的変異が成長と個体間競争に及ぼす影響:クリを使った密度操作実験2023

    • 著者名/発表者名
      小野田雄介、三浦真弘、 岩泉正和、 山田浩雄
    • 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] Variation of forest structure across latitudinal gradient using UAV LiDAR2023

    • 著者名/発表者名
      Md Farhadur RAHMAN、Yusuke ONODA、Kaoru KITAJIMA
    • 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] Latitudinal gradient in the growth rates - crown area relationships across multiple forest plots in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Kyaw Kyaw HTOO, Masanori ONISHI, Rahman MD FARHADUR, Yusuke ONODA
    • 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] スギの成長特性の遺伝的変異:若齢木と成木による多数の遺伝子型の比較2023

    • 著者名/発表者名
      日下真桜、 松下通也、武津英太郎、亀井啓明、 北山兼弘、 小野田雄介
    • 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] 標高傾度に沿ったコナラからミズナラへの連続的な分布移行と機能形質の変化2023

    • 著者名/発表者名
      紺頼楓, 伊藤僚祐, 砂山星也, 大村栗太, 井鷺裕司, 北島薫, 小野田雄介
    • 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] 野外のコナラ集団の気孔コンダクタンスの変動における物理的・生物的要因の定量的評価2023

    • 著者名/発表者名
      砂山星也, 北島薫, 小野田雄介
    • 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] パナマの熱帯季節林における森林構造と光の三次元分布の関係2023

    • 著者名/発表者名
      荒川一輝、青柳亮太、 飯田佳子、中村亮介、北島薫、小野田雄介
    • 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] 日本国内の森林の地上部バイオマスと気候条件、樹木機能形質の関係2023

    • 著者名/発表者名
      梶野浩史、小黒芳生、黒川紘子、小野田雄介、饗庭正寛、彦坂幸毅
    • 学会等名
      第134 回_本森林学会_会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スギ精英樹における成長と光獲得様式の系統間差と幼老相関2022

    • 著者名/発表者名
      日下真桜、 RAHMAN Farhadur、松下通也、武津英太郎、亀井啓明、 小野田雄介
    • 学会等名
      日本遺伝育種学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 共通圃場におけるクリの樹形および生産力の遺伝的変異-広葉樹育種に向けて-2022

    • 著者名/発表者名
      瀬木晶帆、三浦真弘、岩泉正和、山田浩雄、北山兼弘、小野田雄介
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 4年生スギ精英樹70系統の枝葉の形質、光獲得様式の違い2022

    • 著者名/発表者名
      亀井啓明、後藤良輔、松下通也、武津英太郎、小野田雄介
    • 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] スギ人工林の生産力の違いにおける樹冠構造の重要性について2022

    • 著者名/発表者名
      小野田雄介、田中一成、平岡裕一郎、松下通也
    • 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] 若年のスギ精英樹203系統のシュート形態の違い及び成長・根系形質との関係2022

    • 著者名/発表者名
      後藤良輔、松下通也、福田有樹、武津英太郎、能勢美峰、三嶋賢太郎、小野田雄介、檀浦正子
    • 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] スギ精英樹の成長特性における競争感受性と樹冠構造の系統間差:2022

    • 著者名/発表者名
      松下通也、田中一成、平岡裕一郎、小野田雄介
    • 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] 共通圃場に植栽されたクリの樹形の系統間変異とその決定要因、および生産力への影響2021

    • 著者名/発表者名
      瀬木晶帆、三浦真弘、岩泉正和、山田浩雄、北山兼弘、小野田雄介
    • 学会等名
      森林遺伝育種学会第 10 回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 冷温帯林の二次遷移における個体間光競争と森林構造の関係2021

    • 著者名/発表者名
      小野田 雄介、松尾 智成、小林 慧人、日浦 勉
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] スギの系統による森林生産の違いとその要因分析2021

    • 著者名/発表者名
      小野田 雄介、田中 一成、平岡 裕一郎、松下 通也
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 屋久島照葉樹林の30年間にわたる樹冠形状の変化と生存・成長および光環境の関係2021

    • 著者名/発表者名
      辻井美帆, 相場慎一郎, 飯田佳子, 梅木清, 竹重龍一, 北島薫, 小野田雄介
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 樹木個体内における樹冠の譲り合いと分枝形態との関係2021

    • 著者名/発表者名
      穂垣 佑輔、北島 薫、小野田 雄介
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 針葉樹の高い光利用効率は、森林の生産性を向上させるのかー屋久島4サイト間の比較ー2021

    • 著者名/発表者名
      亀井 啓明、相場 慎一郎、小野田 雄介
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 温帯二次林の森林発達に伴う光の垂直・水平方向の不均一性の変化2021

    • 著者名/発表者名
      松尾 智成、小林 慧人、日浦 勉、北山 兼弘、小野田 雄介
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ブナ林内における光環境と個体の樹齢に依存した光獲得競争の様式の変化2021

    • 著者名/発表者名
      山川 真広、小野田 雄介、黒川 紘子、小黒 芳生、中静 透、彦坂 幸毅
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 二次遷移に伴う樹木間光獲得競 争と森林構造の変化 : 冷温帯と暖温帯の比較2021

    • 著者名/発表者名
      松尾 智成、小林 慧人、日浦 勉、北山 兼弘、小野田 雄介
    • 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: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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