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下層植生消失によるブナの水・養分ストレスが土壌生物多様性と生態系機能に与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 23K25047
補助金の研究課題番号 22H03793 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分64040:自然共生システム関連
研究機関九州大学

研究代表者

片山 歩美  九州大学, 農学研究院, 准教授 (70706845)

研究分担者 東 若菜  神戸大学, 農学研究科, 助教 (20780761)
久米 朋宣  九州大学, 農学研究院, 教授 (30816393)
菱 拓雄  九州大学, 農学研究院, 准教授 (50423009)
徳本 雄史  宮崎大学, 研究・産学地域連携推進機構, 准教授 (60780153)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2025年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2024年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワードリター被覆 / 土壌侵食 / 水利用効率 / 土壌動物 / 土壌微生物 / ササ / ブナ / 枯死 / 呼吸 / 土壌物理性 / トビムシ / 微生物呼吸 / 森林劣化 / 下層植生消失 / 水分生理
研究開始時の研究の概要

2022年11月に健全木、衰退木それぞれ3個体にリター被覆実験を行った。2024年3月に同個体にリター被覆を再度行った。2024年度、2025年度も引き続きリター被覆を継続して行う予定である。2024年度から、リター被覆が土壌特性に与える影響のモニタリングを開始する。具体的には、微生物呼吸や窒素無機化速度、土壌動物などを調べる。環境モニタリングも継続して行う。2025年度には2022年度のリター被覆前に行った樹木生態生理の調査と土壌微生物群集の調査を行い、リター被覆の効果を確認する予定である。

研究実績の概要

九州南部のブナ群生地では今、鹿個体数増加により下層植生(ササ)が消失し、深刻な土壌流出、ブナの衰退や枯死、森林の裸地化が進んでいる。本研究は、下層植生消失がブナの水・養分ストレスに与える影響を解明し、ブナ衰退によるリター被覆の減少が土壌の生物多様性や生態系機能に与える影響を明らかにする。また、リター被覆が土壌環境の改善を介して、ブナのストレスおよび土壌の生物多様性・生態系機能を回復させるかを操作実験により確かめる。

今年度は引き続き、ブナ樹冠下にリター被覆操作を行った。来年度から土壌特性などの調査を行う予定である。それとは別に、ブナの成長をササが残っている柵内とササがなく土壌侵食が起こっている柵外で比較したところ、柵外ではササ消失後に成長が低下していることが明らかとなった。また、土壌微生物叢も変化していることが分かった。さらに、ササが残っている山とササが消失した山で土壌特性を比較したところ、ササのない山では、土壌有機物含有量などが減少し、微生物呼吸も低下していることなどが明らかとなった。

これらの成果の一部は学会等で発表しており、論文も投稿中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

調査自体は予定通り進んでいることに加え、当初予定していなかった以上の研究を展開できている。

今後の研究の推進方策

リター被覆実験については、土壌の経年変化や樹木水分生理の状態をモニタリングする。また、ササや樹木実生などが存在する林分や柵内において同様の調査を行うことで、メカニズムに迫るデータを取得する。また、別途リター被覆実験を行い、地温や凍結融解などの環境データの蓄積を行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Soil erosion under forest hampers beech growth: Impacts of understory vegetation degradation by sika deer2024

    • 著者名/発表者名
      Abe Hayato、Kume Tomonori、Hyodo Fujio、Oyamada Mimori、Katayama Ayumi
    • 雑誌名

      CATENA

      巻: 234 ページ: 107559-107559

    • DOI

      10.1016/j.catena.2023.107559

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Pieris japonica (Ericaceae) dominance on cool temperate forest altered-understory environments and soil microbiomes in Southern Japan2024

    • 著者名/発表者名
      Tokumoto Yuji、Katayama Ayumi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 19 号: 1 ページ: 296692-296692

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0296692

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of soil environmental changes accompanying soil erosion on the soil prokaryotes and fungi of cool temperate forests in Southern Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Fu-Chia、Katayama Ayumi、Oyamada Mimori、Tsuyama Taku、Kijidani Yoshio、Tokumoto Yuji
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 29 号: 2 ページ: 89-102

    • DOI

      10.1080/13416979.2023.2265006

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Soil erosion decreases soil microbial respiration in Japanese beech forests with understory vegetation lost by deer2023

    • 著者名/発表者名
      Katayama Ayumi、Oyamada Mimori、Abe Hayato、Uemori Kazushige、Hishi Takuo
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 28 号: 6 ページ: 428-435

    • DOI

      10.1080/13416979.2023.2235499

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Short communication: Concentrated impacts by tree canopy drips ? hotspots of soil erosion in forests2023

    • 著者名/発表者名
      Katayama Ayumi、Nanko Kazuki、Jeong Seonghun、Kume Tomonori、Shinohara Yoshinori、Seitz Steffen
    • 雑誌名

      Earth Surface Dynamics

      巻: 11 号: 6 ページ: 1275-1282

    • DOI

      10.5194/esurf-11-1275-2023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Changes in the abundance and species diversity of Collembola community along with dwarf bamboo density gradient in a mountainous temperate forest of Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Hishi Takuo、Kawakami Erika、Katayama Ayumi
    • 雑誌名

      Applied Soil Ecology

      巻: 180 ページ: 104606-104606

    • DOI

      10.1016/j.apsoil.2022.104606

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 九州山地のブナ林における土壌侵食による葉の生理学的特性への影響2024

    • 著者名/発表者名
      東 若菜・小切壮仁・杉本 廉・櫻井優樹・徳本雄史・阿部隼人・久米朋宣・片山歩美
    • 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] 阿部隼人・付 東川・佐藤忠道・徳本雄史・櫻井優樹・兵藤不二夫・片山歩美2024

    • 著者名/発表者名
      シカ排除柵の内外におけるブナ成木の肥大成長量の比較
    • 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] ササの消失及び代替下層植生の回復が土壌生態系機能に与える影響について2024

    • 著者名/発表者名
      古賀みこと・片山歩美・菱 拓雄・小山田美森
    • 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] 九州のシカ食害による下層植生の消失が動物群集に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      上森教慈, 小山田美森, 片山歩美, 菱拓雄
    • 学会等名
      第28回植生学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ササの消失が土壌の特性や微生物活性に与える影響-九州の山岳ブナ林における事例-2023

    • 著者名/発表者名
      小山田美森, 上森教慈, 菱拓雄, 片山歩美
    • 学会等名
      第28回植生学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Carbon stocks in cool temperate forests with different stand structure due to deer overgrazing2023

    • 著者名/発表者名
      Hayato Abe, Tomonori Kume, Ayumi Katayama
    • 学会等名
      European Geophysical Union (EGU) General assembly 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Concentrative drop impacts by a bunch of canopy drips: hotspots of soil erosion in forest2023

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Katayama, Kazuki Nanko, Seonghun Jeong, Tomonori Kume, Yoshinori Shinohara, Steffen Seitz
    • 学会等名
      European Geophysical Union (EGU) General assembly 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 九州のブナ林におけるササの消失が土壌特性および微生物呼吸に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      小山田美森, 上森教慈, 菱拓雄, 片山歩美
    • 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] 九州山地における防鹿柵内外でのブナ樹冠下 環境と土壌微生物相の違い2023

    • 著者名/発表者名
      櫻井優樹、片山歩美、阿部隼人、津山濯、徳本雄史
    • 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] シカ食害により変化した森林構造 がもたらす地上部 ・ 地下部炭素蓄積量の 違い2023

    • 著者名/発表者名
      阿部隼人、久米朋宣、片山歩美
    • 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

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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