落葉広葉樹林生態系における地上部-地下部の相互作用が生産性に与える効果の解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15208014
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 日浦 勉 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 助教授 (70250496)
• 研究分担者: 俵谷 圭太郎 山形大学, 農学部, 助教授 (70179919) ; 金子 信博 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 教授 (30183271) ; 戸田 正憲 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (40113592) ; 宮本 敏澄 北海道大学, 農学部, 助手 (00343012)
• キーワード: 群集構造 / ミズナラ / リター / 分解 / 被食 / 菌根菌 / ミミズ / 光-栄養塩

研究概要

光・栄養塩勾配に対する群集・生態系の応答を明らかにするため、ミズナラを含む二次林において伐採・施肥実験を2001年から行っている。2003年にはミズナラとシラカンバのリター3000・4000枚の被食率をカウントし、処理間の比較を行った。その結果シラカンバでは伐採処理のみで被食率が上昇したのに対し、ミズナラでは施肥処理でも被食率が上昇した。
ミズナラ樹木個体それぞれの樹冠に成立する甲虫群集を、地域の種のプールから侵入・選択され左局所群集としてとらえ、それらを一度、樹冠フォギング法により、攪乱・除去して、その後の群集再構成過程を対照(非攪乱)区の群集と比較した。その結果、植食者群集は、環境要因(おもに、餌資源である葉の質)によって一定の構成に収束する(single stable equilibrium)群集であり、一方、腐食者群集は、局所空間に侵入する種の順番によって構成が変化し得る(multiple stable equilibria)群集であると推論された。捕食者群集については、その餌生物(植食者、腐食者)群集の特徴を反映して、両者の中間の群集形成過程を示した。
外生菌根菌およびアーバスキュラー菌根菌が落葉広葉樹林生態系の植物成育と養分吸収に及ぼす影響を明らかにするため、ミズナラおよびマイズルゾウに殺菌剤(チルトおよびベンレート)処理を行い、これらの成育および菌根形成を調査した。ミズナラには外生菌根、マイズルソウにはアーバスキュラー菌根の形成が観察された。処理50日目には、菌根形成率および地上部乾物重は処理区と対照区(無処理)との間で差がなかった。
ミズナラ林内の調査地にトタン板を45cm深に埋め、地上部に45cm出して地上、地下の動物の出入りを制限した。処理は、ミミズ除去、捕食者除去、フェンス内のコントロール、フェンス外のコントロールである。ミミズはハンドソーティングで、捕食者はピットフォールトラップで除去した。土壌中の無機態窒素量を調べたところ、2回のミミズ除去を経た10月7日の測定では有意差はないものの、ミミズ除去区と捕食者除去区で硝酸態窒素がコントロールに比べて低い傾向がみられた。

研究成果

• [文献書誌] Wenjie, W., Osaki, M., Hirano, T., Hiura, T., Koike, T.: "Analysis of stomatal and non-stomatal regulation of the diurnal patterns of photosynthesis in Sasa senanensis grown under a balanced nutrient regime"Bamboo Journal. 20. 19-32 (2003)
• [文献書誌] 北岡哲, 渡邊陽子, 日浦勉, 奥山悟, 石井正, 小池孝良: "上層木の伐採と窒素施肥に対する落葉広葉樹前生稚樹の個葉の応答"日林北支論. 52. 84-86 (2004)
• [文献書誌] Ishii, H., Tanabe, S., Hiura, T.: "Exploring the relationship between canopy structure, stand productivity and biodiversity of natural forest ecosystems : Implications for conservation and management of canopy ecosystem functions"Forest Science. (in press).
• [文献書誌] Nabeshima, E., Hiura, T.: "Size dependency of photosynthetic water and nitrogen use efficiency and hydraulic limitation in Acer mono"Tree physiology. (in press).
• [文献書誌] Hiura, T., Takada, T.: "Spatio-temporal fluctuation of tree mortality in a northern mixed forest"Eurasian Journal of Forest Research. (in press).
• [文献書誌] Tanabe, S., Nakamura, K., Toda, M.J.: "Beyond the DIWPA IBOY : Monitoring network and strategies to assess human impacts on biodiversity in the Pan-Japan Sea area"In N.Kamata (ed.), Proceedings : International Symposium of the Kanazawa University 21st-Century COE Program Volume I, Tanaka Shobundo, Kanazawa, Japan, 2003. 442-442 (2003)
• [文献書誌] 戸田正憲: "緑の大地"Littera Popoli.. 14. 4-5 (2003)
• [文献書誌] Salamanca, E F., Kaneko, N., Katagiri, S.: "Rainfall manipulation effects on litter decomposition and the microbial biomass of the forestfloor"Applied Soil Ecology. 22. 271-281 (2003)
• [文献書誌] Hashimoto, M., Kaneko, N., Ito, M T., Toyota, A.: "Exploitation of litter and soil by the train millipede Parafontaria laminata (Diplopoda : Xystodesmidae) in larch plantation forests in Japan"Pedobiologia. 48. 71-81 (2004)
• [文献書誌] Toshizumi Miyamoto, Tsuneo Igarashi: "Spatial distribution of Collybia pinastris sporophores in a Picea abies forest floor over a five year period"Mycoscience. (in press).
• [文献書誌] Fumito Sasaki, Toshizumi Miyamoto, Yutaka Tamai, Takashi Yajima: "Isolation of vegetable wasps and plant worms, Cordyceps nutans from fruit- body tissue"Journal of Invertebrate Pathology. (in press).