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斜面地形に沿った立地条件の違いに土壌微生物群集の機能や多様性が果たす役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K21215
補助金の研究課題番号 21H02235 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

舘野 隆之輔  京都大学, フィールド科学教育研究センター, 教授 (60390712)

研究分担者 廣部 宗  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (20363575)
徳地 直子  京都大学, フィールド科学教育研究センター, 教授 (60237071)
兵藤 不二夫  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (70435535)
磯部 一夫  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (30621833)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2024年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード斜面地形 / 土壌微生物 / 菌根菌 / 硝化 / 窒素無機化 / 根圏土壌 / 微生物機能群 / 植物―土壌相互作用系 / 地位
研究開始時の研究の概要

本研究は、針葉樹の植栽を行う際に従来考慮されてきた適地適木の考え方を広葉樹植栽に拡張し、さらに植栽木の成長以外にも、森林の多面的な機能を発揮出来るような植栽法の開発を目指して、斜面に沿った立地条件に応じて樹木―土壌―微生物間の相互作用系がどのように変化するかを明らかにすることを目的としています。本研究の知見は、今後、針葉樹人工林を有用広葉樹林へ誘導したり、在来の植生へと誘導する際に、森林の持つ様々な生態系機能を最大限に発揮するために、どのような場所にどの樹種を植栽すると良いか検討するのに役立つと考えています。

研究実績の概要

本研究では、微生物の種や機能群の組成や多様性、種間や機能群間の相互関係に着目して、斜面に沿った樹木―土壌―微生物間の相互作用系がどのように変化するかを明らかにすることを目的とする。具体的には、以下のAからDの課題について取り組んでいる。
(A)斜面地形に沿った植生と土壌理化学性の空間分布パタンを明らかにする、(B)斜面地形に沿った土壌微生物の種や機能群の組成や多様性の空間分布パタンを明らかにし、さらに微生物群集と植生や土壌理化学性との関係性を明らかにする、(C)土壌の理化学性や水分・温度などの環境条件や微生物群集組成を変化させる室内培養を行い、土壌微生物の応答性を明らかにする、(D)土壌基質や環境条件に加えて、植物や共生微生物である菌根菌の影響を操作する野外培養実験を行い、植物種や菌根菌が微生物特性に影響を与えるメカニズムを明らかにする。調査は、京都大学フィールド科学教育研究センター・芦生研究林を中心に実施する。
令和5年度は、課題AとBに関して、芦生研究林内の落葉広葉樹天然林において2001と2023年に採取した土壌の炭素および窒素の安定同位体比の測定を行い約20年間の有機物・窒素動態の変化を明らかにした。さらに植生変化との関連性に関する検討を進めた。課題課題Cに関しては、過去に実施した培養実験の結果を解析し、課題AとBの結果との関連性を検討した。また課題Dに関しては、別サイトで実施した優占樹種が異なる林分での根圏土壌の解析を進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

予定していた調査地での室内培養や野外培養を実施できていないが、代わりに過去に行った同様の培養実験での結果の解析や異なる調査地での関連研究の解析などを進めた。

今後の研究の推進方策

最終年度のため、ここまでで得られた成果を中心にとりまとめを進め、必要に応じて土壌物理性に関する新たな実験を進める予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Nitrate leaching and its susceptibility in response to elevated nitrogen deposition in Japanese forests2023

    • 著者名/発表者名
      Yang Ru、Fukuzawa Karibu、Nakayama Masataka、Tateno Ryunosuke、Hishi Takuo、Shibata Hideaki、Chiwa Masaaki
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 29 号: 2 ページ: 81-88

    • DOI

      10.1080/13416979.2023.2242542

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Shift in the rhizosphere microbial communities between growing- and low-temperature dormant seasons in a northern hardwood forest2023

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masataka、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: in press ページ: 1-17

    • DOI

      10.1007/s11104-023-06391-y

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variations in litter-soil properties between planted and naturally restored forests drive microbial community structure and function2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Haocai、He Xinhua、Zhang Yuejin、Xiao Junlan、Wang Hang、Ma Mingguo、Tateno Ryunosuke、Shi Weiyu
    • 雑誌名

      Applied Soil Ecology

      巻: 189 ページ: 104977-104977

    • DOI

      10.1016/j.apsoil.2023.104977

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Atmospheric ammonia deposition and its role in a cool-temperate fragmented deciduous broad-leaved forest2023

    • 著者名/発表者名
      Katata Genki、Yamaguchi Takashi、Watanabe Makoto、Fukushima Keitaro、Nakayama Masataka、Nagano Hirohiko、Koarashi Jun、Tateno Ryunosuke、Kubota Tomohiro
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 298 ページ: 119640-119640

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2023.119640

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mycorrhizal type affects forest nitrogen availability, independent of organic matter quality2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Hyodo Fujio、Du Sheng、Yamanaka Norikazu、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Biogeochemistry

      巻: 165 号: 3 ページ: 327-340

    • DOI

      10.1007/s10533-023-01087-y

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rhizosphere effects on soil extracellular enzymatic activity and microbial abundance during the low-temperature dormant season in a northern hardwood forest2022

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masataka、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Rhizosphere

      巻: 21 ページ: 100465-100465

    • DOI

      10.1016/j.rhisph.2021.100465

    • 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
  • [雑誌論文] Response of microorganisms to a 5-year large-scale nitrogen loading in immature volcanic ash soil in an oak-dominated forest2022

    • 著者名/発表者名
      Yokobe Tomohiro、Tokuchi Naoko、Hyodo Fujio、Tateno Ryunosuke、Hiura Tsutom
    • 雑誌名

      Applied Soil Ecology

      巻: 177 ページ: 104537-104537

    • DOI

      10.1016/j.apsoil.2022.104537

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soil mineral fraction influences the bacterial abundance: evidence from a mineral and plant materials incubation study2022

    • 著者名/発表者名
      Yokobe Tomohiro、Hyodo Fujio、Tateno Ryunosuke、Tokuchi Naoko
    • 雑誌名

      Biogeochemistry

      巻: 161 号: 3 ページ: 273-287

    • DOI

      10.1007/s10533-022-00978-w

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in the short-term responses of soil nitrogen and microbial dynamics to soil moisture variation in two adjacent dryland forests2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Du Sheng、Chen Qiuwen、Yamanaka Norikazu、Otsuki Kyoichi、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      European Journal of Soil Biology

      巻: 110 ページ: 103394-103394

    • DOI

      10.1016/j.ejsobi.2022.103394

    • 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] Soil microbial community response to winter climate change is phylogenetically conserved and highly resilient in a cool-temperate forest2022

    • 著者名/発表者名
      Isobe Kazuo、Oka Hiroaki、Watanabe Tsunehiro、Tateno Ryunosuke、Senoo Keishi、Shibata Hideaki
    • 雑誌名

      Soil Biology and Biochemistry

      巻: 165 ページ: 108499-108499

    • DOI

      10.1016/j.soilbio.2021.108499

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microbial functions and soil nitrogen mineralisation processes in the soil of a cool temperate forest in northern Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masataka、Imamura Shihomi、Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Biogeochemistry

      巻: 155 号: 3 ページ: 359-379

    • DOI

      10.1007/s10533-021-00830-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ measurement of the effect of canopy tree fine roots on nitrogen availability in forest soil2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masataka、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Rhizosphere

      巻: 18 ページ: 100324-100324

    • DOI

      10.1016/j.rhisph.2021.100324

    • 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
  • [学会発表] ササ除去が森林土壌の窒素動態に及ぼす影響:複数サイトにおける観測から2024

    • 著者名/発表者名
      福澤加里部・智和正明・舘野隆之輔・松山周平・菱 拓雄・杉山賢子・谷口武士・野村 睦
    • 学会等名
      第135回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 冷温帯の河川源流域における河川水中の粒子付着性微生物と浮遊性微生物の多様性2024

    • 著者名/発表者名
      大上迪士, 横部智浩, 松岡俊将, 舘野隆之輔
    • 学会等名
      日本生態学会第71回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 北海道東部の河川における土地利用の違いが河川水中の粒子付着性微生物と浮遊性微生物群集へ与える影響について2023

    • 著者名/発表者名
      大上迪士,松岡俊将,舘野隆之輔
    • 学会等名
      日本微生物生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 森林斜面に沿った土壌特性の違いにシカがおよぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      廣部 宗・清村康太・松本哲也・横部智浩・兵藤不二夫・舘野隆之輔
    • 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] 冷温帯の河川源流域における河川水中の粒子付着性微生物と浮遊性微生物の群集構造2023

    • 著者名/発表者名
      大上迪士, 横部智浩, 松岡俊将, 舘野隆之輔
    • 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] Relationship between forest mycorrhizal type and nitrogen-cycling functions of soil microbial communities: Implications from the rhizosphere scale to the ecosystem scale2021

    • 著者名/発表者名
      Chikae Tatsumi, Takeshi Taniguchi, Sheng Du, Norikazu Yamanaka, Ryunosuke Tateno
    • 学会等名
      Annual Meeting of the Ecological Society of America
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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