資源利用戦略からみた植物群集における競争と共存の機構

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08454248
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 広瀬 忠樹 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90092311)
• 研究分担者: 彦坂 幸毅 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10272006) ; 酒井 聡樹 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90272004)
• キーワード: 共存 / 競争 / 資源獲得 / 物質分配 / 光合成 / 光 / 窒素

研究概要

同一群落内におけるサイズの異なる固体(種)がどのように資源を獲得,利用しているかについて調べ,その共存,あるいは競争機構を解明することを目的とした.
共存系として多種が安定的に存続している東北大学川渡農場のススキ群落を調べた.下層を占める種であるミツバチチグリやオカトラノオなどは上層を占めるススキに比べて吸収できる光量は非常に限られていた.しかし,葉面積が相対的に大きい形態をもつことにより,地上部重量あたりに吸収する光量は上下種で大きな差がなかった.このことは,光獲得の効率において上下層の種に差がないことを意味し,これが共存の条件であることを示唆した.
競争系として,宮城県釜房湖畔の野生のオオオナモミ群落における上層個体と下層個体の光獲得について調べた.共存系と大きく異なり,光獲得効率は上層個体で大きく,共存系との違いが明らかになった.発達段階の異なる群落の比較により,個体の高さと光条件が個体が展開できる葉面積を大きく規定していることが明らかとなった.さらに,実験圃場において窒素栄養条件の異なる群落を作り,葉の光合成特性を比較した.個葉の窒素含量は下層個体の葉ほど高い傾向を示したが,個葉における窒素の利用の仕方は個葉の光条件にのみ依存していた.

研究成果

• [文献書誌] Hirose, T.: "Effects of CO_2 elevation on canopy development in the stands of two co-occuring annuals" Oecologia. 108. 215-223 (1996)
• [文献書誌] Hirose, T.: "CO_2 elevation and canopy development in stnds of herbaceous plants" Carbon Dioxide, Populations and Communities. 413-430 (1996)
• [文献書誌] Hirose, T.: "Modeling canopy photosynthesis and optimal leaf area index in response to CO_2 elevation in annual plant stnds" Ecology. (in press). (1997)
• [文献書誌] Sakai, S.: "Why is there variation in mean seed sizeamong plants within single populations? test of the fertilization efficiency hypothesis" American Journal of Botany. 83. 1454-1457 (1996)
• [文献書誌] Sakai, S.: "On ovule production in environments where pollinator or resource availability is unpredictable" Journal of theoretical Biology. 183. 317-327 (1996)
• [文献書誌] Sakai, S.: "Using phylogenies to explain seed size variation among plants." Journal of evolutionary Biology. 9. 243-252 (1996)
• [文献書誌] Sakai, S.: "Theoretical approaches on the growth strategy of plants in unpredictable environments" Plant Morphology. 8. 21-26 (1996)
• [文献書誌] Sakai, S.: "Do sprouting tree species on erosional sites have large reserves of resources?" Annals of Botany. (in press). (1997)
• [文献書誌] Sakai, S.: "Why be completely outcrossing? evolutionarily stable strategies in an environment where outcross-pollen availability is unpredicatble" Evoltionary Ecology. (in press). (1997)
• [文献書誌] Sakai, S.: "Patterns of wing size variation in seeds of the lily Cardiocrinum cordatum (Liliaceae)" American Journal of Botany. (in press). (1997)
• [文献書誌] Sakai, S.: "Evolutionarily stable resource allocation for production of wind-dispersed seeds" Evolutionary Ecology. (in press). (1997)
• [文献書誌] K. Hikosaka: "Effects of leaf age, nitorogen nutrition and photon flux density on the organization of photosynthetic apparatus in leaves of a vine" Planta. 198. 144-150 (1996)
• [文献書誌] K. Hikosaka & I. Terashima: "Nitrogen partitioning among photosynthetic components and its consequence in sun and shade plants" Functional Ecology. 10. 335-343 (1996)
• [文献書誌] S. Funayama, K. Hikosaka, T. Yahara: "Effects of virus infection and growth irradiance on fitness components and photosynthetic properties of Enpatorium makinoi" American Journal of Botany. (印刷中). 印刷中- (1997)
• [文献書誌] 彦坂幸毅: "生育環境の変化に対する個葉光合成系の順化" 日本生態学会誌. 47(印刷中). (1997)