開放系大気ＣＯ２増加環境での樹木等の光合成と木部生産機能のパラメータ化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 植物生態学・分子生理学コンソーシアムによる陸上植物の高ＣＯ２応答の包括的解明
• 研究課題/領域番号: 21114008
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 小池 孝良 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10270919)
• 研究分担者: 佐藤 冬樹 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (20187230)
• 連携研究者: 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, 准教授 (20322844) ; 船田 良 東京農工大学, 大学院農学研究院, 教授 (20192734)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 開放系大気CO2増加 / FACE / 落葉樹 / 光合成 / 葉面積指数 LAI / カンバ類 / 褐色森林土 / 被食防衛

研究概要

開放系大気CO2増加(FACE)施設にて対照区(大気条件，約390 ppm)と高CO2区(500 ppm，2040年頃を想定)を各3反復設け，2010年から4年間，日中にCO2付加を行った。4生育期間の葉面積指数(LAI)の変化を調べた。調査した全種で、光合成の負の制御が見られた。カバノキ属3種のCO2付加によるLAIの増加率は成長初期で高く、経年によってLAIの増加により低下した。しかし、変化のパターンは樹種によって異なり、将来、種間の競争に変化が生じ生態系の種構成にも影響することが予測された。

研究成果

• [雑誌論文] Elevated CO_2 enhances the growth of hybrid larch F_1 (Larix gmelinii var. japonica × L. kaempferi) seedlings and changes its biomass allocation (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Mao, Q., Novriyanti, E., Kita, K., Takagi, K., Satoh, F. and Koike, T.
  • 雑誌名: Trees 巻: 27 ページ: 1647-1655
  • DOI: 10.1007/s00468-013-0912
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosynthetic down-regulation in leaves of the Japanese white birch grown under elevated CO_2 concentration does not change their temperature- dependent susceptibility to photoinhibition (2013)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, M., Tobita, H., Watanabe, M., Yazaki, K., Koike, T. and Kitao, M.
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 巻: 147 ページ: 159-168
  • DOI: 10.1111/j.1399-3054.2012.01651.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] High nitrogen and elevated [CO2] effects on the growth, defense and photosynthetic performance of two eucalypt species (2012)
  • 著者名/発表者名: Novriyanti, E., Watanabe, M., Kitao, M., Utsugi, H., Uemura, A. and Koike, T.
  • 雑誌名: Environmental Pollution 巻: 170 ページ: 124-130
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2012.06.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosynthetic traits around budbreak in pre-existing needles of Sakhalin spruce (Picea glehnii) seedlings grown under elevated CO_2 concentration assessed by chlorophyll fluorescence measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitao, M., Tobita, H., Utsugi, H., Komatsu, M., Kitaoka, S., Maruyama, Y. and Koike, T.
  • 雑誌名: Tree Physiology 巻: 32 ページ: 998-1007
  • DOI: 10.1093/treephys/tps048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduced atmospheric CH4 consumption by two forest soils under elevated CO_2 concentration in a FACE system in northern Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Kim, YS., Watanabe, M., Imori, M., Sasa, K., Takagi, K., Hatano, R. and Koike, T.
  • 雑誌名: Journal of Japan Society for Atmospheric Environment 巻: 46 ページ: 30-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth and photosynthetic traits of hybrid larch F_1 (Larix gmelinii var. japonica × L. kaempferi) under elevated CO_2 concentration with low nutrient availability (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Watanabe, Y., Kitaoka, S., Utsugi, H., Kita, K. and Koike, T.
  • 雑誌名: Tree Physiology 巻: 31 ページ: 965-975
  • DOI: 10.1093/treephys/tpr059
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential anatomical responses to elevated CO_2 in saplings of four hardwood species (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y., Satomura, T., Sasa, K., Funada, R. and Koike, T.
  • 雑誌名: Plant & Cell Environment 巻: 33 ページ: 1101 - 1111
  • DOI: 10.1111/j.1365-3040.2010.02132.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosynthetic traits and growth of Quercus mongolica var. crispula sprouts attacked by powdery mildew under free air CO_2 enrichment
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Kitaoka, S., Eguchi, N., Watanabe, Y., Satomura, T., Takagi, K., Satoh, F. and Koike. T.
  • 雑誌名: European Journal of Forest Research 巻: (in press)
  • DOI: 10.1007/s10342-013-0744-8
  • 査読あり
• [学会発表] Photo- synthetic responses of three kinds of larch seedlings raised under FACE (2013)
  • 著者名/発表者名: Mao, QZ., Watanabe, M., Hoshika, Y., Kita, K. and Koike, T.
  • 学会等名: Vegetation Response to Climate Change and Air Pollution - Unifying Evidence and Research across Northern and Southern Hemisphere Jointly organized by : IUFRO Research Group 7*01*00
  • 発表場所: Bahia, Brazil
  • 年月日: 20130901-06
• [学会発表] 高CO_2環境で生育したカバノキ属3 種の葉群光合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 誠, 原 悠子, 伊藤寛剛, 高木健太郎, 佐藤冬樹, 小池孝良
  • 学会等名: 第60回日本生態学会大会
  • 発表場所: 静岡市
  • 年月日: 20130305-09
• [学会発表] FACE (Free Air CO2 Enrichment)による高CO_2環境で育成したカバノキ属3種の光合成特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 誠, 高木健太郎, 佐藤冬樹, 小池孝良
  • 学会等名: 第53回大気環境学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 20120912-14
• [学会発表] Down-regulation and Growth of 3 kinds of larch grown under Free Air CO_2 Enrichment (2012)
  • 著者名/発表者名: Mao, QZ., Watanabe, M., Hoshika, Y., Kita, K., Satoh, F. and Koike, T.
  • 学会等名: World Crop FACE Workshop 2012
  • 発表場所: Tsukuba Japan
  • 年月日: 20120709-12
• [学会発表] Seasonal change of LAI and shoot growth in 3 kinds of birch grown under Free Air CO_2 Enrichment (2012)
  • 著者名/発表者名: Hara, Y., Mao, QZ., Watanabe, M., Wang, X., Hoshika, Y., Satoh, F. and Koike, T.
  • 学会等名: World Crop FACE Workshop
  • 発表場所: Tsukuba Japan
  • 年月日: 20120709-12
• [学会発表] Photosynthetic traits of 3 kinds of birch under Free Air CO_2 Enrichment (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Takagi, K., Satoh, F. and Koike, T.
  • 学会等名: World Crop FACE Workshop
  • 発表場所: Tsukuba Japan
  • 年月日: 20120709-12
• [学会発表] Photosynthetic traits of 3 birch species grown under elevated CO_2 with FACE system in northern Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito, Watanabe, M., Takagi, K., Sato, F. and Koike, T.
  • 学会等名: The 5th EAFES (East Asian Federation of Ecological Societies) International Congress
  • 発表場所: Otsu, Shiga, Japan
  • 年月日: 20120317-21
• [学会発表] 開放系大気CO_2増加(FACE)施設で育成したカンバ類3種のシュートとLAI の動態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原 悠子, 伊藤寛剛, 渡辺 誠, 毛 巧芝, 高木健太郎, 佐藤冬樹, 小池孝良
  • 学会等名: 第61回北方森林学会大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] Growth and development of birch (Betula sp.) roots grown under elevated CO_2 in FACE (2011)
  • 著者名/発表者名: H., Nakaji, T., Wang, XN., Watanabe, M. and Koike, T.
  • 学会等名: The JSRR's 20th Anniversary Symposium - The Latest Frontiers of Root Research in Asia
  • 発表場所: Bunkyo, Tokyo
  • 年月日: 2011-11-06
• [図書] 温暖化環境が農作物への影響、日本農業気象学会北海道支部会編、北海道の気象と農業 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小池孝良・中村卓司
  • 総ページ数: 333-337
  • 出版者: 北海道新聞社出版局
• [図書] 木材を生産する、北方森林学会編、北海道の森林 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池孝良
  • 総ページ数: 110-114
  • 出版者: 北海道新聞社出版局
• [図書] Silviculture and Forest Ecology in changing environment. Agricultural Science for Human Sustainability (Hashidoko, Y. et al. eds.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Koike, T.
  • 総ページ数: 121-122
  • 出版者: Kaiseisha
• [図書] 光合成による物質生産と転流、園芸学の基礎 (鈴木正彦編著) (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池孝良
  • 総ページ数: 119-134
  • 出版者: 農文協,東京
• [備考]
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/fres/silv/index.php?%BF%B9%CE%D3%C0%B8%CD%FD%C0%B8%C2%D6