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大規模森林操作試験による生物多様性と生態系機能の原因と帰結の探求

研究課題

研究課題/領域番号 23K20306
補助金の研究課題番号 20H03320 (2020-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2020-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関東京大学 (2021-2024)
横浜国立大学 (2020)

研究代表者

森 章  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90505455)

研究分担者 高木 健太郎  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (20322844)
佐々木 雄大  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (60550077)
小林 真  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (60719798)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード生物多様性 / 生態系機能 / 森林生態系 / 多種共存 / 生態系サービス / 森林
研究開始時の研究の概要

本研究プロジェクトでは、野外で樹木多様性を操作する植栽試験を大規模に実施している。とくに、多種共存メカニズムに着目し、自然のプロセスにより多様性が維持されている状況を再現している。得られるデータにより、「生物多様性が生態系機能を支えるメカニズム」の基本的な理解を得て、自然科学の理論に根差した森林管理の在り方を模索する。そして、この目的の達成のために、植栽実験地の維持管理、データ取得、また実験地の広く研究者や学生への公開利用を進める。

研究実績の概要

森林を対象とした基礎及び応用科学のニーズは高い。日本学術会議でも、持続可能な森林管理に向けた早急な対策と科学の在り方が強調されている。同様なニーズは、国連の枠組下での森林原則声明をはじめ、繰り返し強調され続けている。2019年に、気候変動に関する政府間パネルが公表した「気候変動と土地関係特別報告書」の政策立案者向け要約版でも、より良い土地利用の在り方としての持続可能な森林管理が、気候変動対策に必須としている。森林に求める公益性は、木材生産だけではない。樹種多様化による森林の炭素隔離と貯蔵能力の向上は、気候変動の著しい今、社会にとって必須の生態系サービスである。多種多様な生物種からなる森林を維持し、持続可能に管理することの必要性が問われる今、炭素吸収源としての森林の役割を再精査する必要がある。

なお、生物多様性が生態系の機能性を高め、生態系サービスを維持するという事象に関する理論的知見は、草地試験地における多様性操作を中心に理解を深めてきた。一方で、数多の公益的機能とサービスを提供する森林生態系についての知見はまだまだ限定的である。多種多様な生物種からなる森林を維持し、持続可能な形で管理することの必要性が問われる今、さらなる知見の集積が求められている。

本研究プロジェクトでは、野外で樹木多様性を操作する植栽試験を大規模に実施している。とくに、多種共存メカニズムに着目し、自然のプロセスにより多様性が維持されている状況を再現したことに新規性がある。今後は、その結果としての一次生産等の生態系能性への帰結を評価することを計画している。得られるデータにより、「生物多様性が生態系機能を支えるメカニズム」の基本的な理解を得て、自然科学の理論に根差した森林管理の在り方を模索する。そして、この目的の達成のために、植栽実験地の維持管理、データ取得、また実験地の広く研究者や学生への公開利用を進める。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

実験地設定当初、想定外の食害(ウサギによる)を植栽樹木が受けたこと、翌年夏の例外的な旱魃により、再植栽が必要となった。しかしながら、その後実験地は完成したためおおむね順調であると言える。また、すでに土壌環境や樹木個体の個別データの取得も進んでいる。

今後の研究の推進方策

本研究では、操作的に種間と種内競争の相対バランスを変化させる実験区を設ける。これにより多種共存メカニズムを操作する。ここでの仮説は、『多種共存が成り立つ条件下こそ、多様性―機能性の正の関係性が生じる』である。これにより多種共存系から生じる生態系機能(バイオマス生産)を定量的に評価する。これまでの3年度で、北海道大学天塩研究林おいて植栽による実験準備を進めてきた。今後は、継続して樹木成長量や土壌環境条件の測定を行う。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Perspective: sustainability challenges, opportunities and solutions for long-term ecosystem observations2023

    • 著者名/発表者名
      Mori Akira S.、Suzuki Kureha F.、Hori Masakazu、Kadoya Taku、Okano Kotaro、Uraguchi Aya、Muraoka Hiroyuki、Sato Tamotsu、Shibata Hideaki、Suzuki-Ohno Yukari、Koba Keisuke、Toda Mariko、Nakano Shin-ichi、Kondoh Michio、Kitajima Kaoru、Nakamura Masahiro
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 378 号: 1881 ページ: 20220192-20220192

    • DOI

      10.1098/rstb.2022.0192

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 環境変動下での樹木落葉分解における種多様性効果2024

    • 著者名/発表者名
      林夏帆(横浜国立大学), 高木健太郎(北海道大学), 梁乃申(国立環境研究所), 上田実希(日本女子大学), 岡田慶一(東京農業大学), 森章(東京大学)
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Fifty-year Dynamics of Organic Matter Decomposition Following Soil-scarification Practices : Comparing Natural Regeneration and Monospecies Planting2024

    • 著者名/発表者名
      竹内理絵(横浜国立大学), 高木健太郎(北海道大学), 森章(東京大学)ほか
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Navigating the maze in science and practice: my struggles to unravel and link the causes and consequences of biodiversity2024

    • 著者名/発表者名
      Akira S Mori
    • 学会等名
      Netherlands Annual Ecology Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 複数樹種の混植は樹木の生存率を高めるか―樹木多様性操作実験の初期結果より2024

    • 著者名/発表者名
      齋藤大
    • 学会等名
      2023年度 天塩研究林利用者セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 天塩研究林・樹木多様性操作実験の長期運営に向けて2024

    • 著者名/発表者名
      齋藤大
    • 学会等名
      第2回森林フィールド研究コロキウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 落葉リター分解における温暖化と植物種多様性の効果2023

    • 著者名/発表者名
      林夏帆(横浜国立大学), 高木健太郎(北海道大学), 梁乃申(国立環境研究所), 上田実希(日本女子大学), 岡田慶一(東京農業大学), 森章(東京大学)
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会発表] Projecting joint trends in plant diversity and ecosystem processes2022

    • 著者名/発表者名
      Akira S Mori
    • 学会等名
      BetaFOr Workshop (Germany)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Projecting joint trends in plant diversity and ecosystem processes2022

    • 著者名/発表者名
      Akira S Mori
    • 学会等名
      World Biodiversity Forum (Davos)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Projecting joint trends in plant diversity and ecosystem processes2022

    • 著者名/発表者名
      Akira S Mori
    • 学会等名
      BetaFor Workshop (Germany)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] The Ecological and Societal Consequences of Biodiversity Loss. Chapter 13. Feedbacks Between Biodiversity and Climate Change2022

    • 著者名/発表者名
      Mori AS, Sasaki T, Kagami M, Miki T, Yasuhara M
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      ISTE
    • ISBN
      9781789450729
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] The Ecological and Societal Consequences of Biodiversity Loss. Chapter 13. Feedbacks Between Biodiversity and Climate Change2022

    • 著者名/発表者名
      Feedbacks Between Biodiversity and Climate Change
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      ISTE
    • ISBN
      9781119902911
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] The Ecological and Societal Consequences of Biodiversity Loss2022

    • 著者名/発表者名
      Mori AS, Sasaki T, Kagami M, Miki T, Yasuhara M
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      ISTE
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://akkym.net/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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