大規模野外実験による流域スケールでの北方林生態系動態の解明

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16208014
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 笹 賀一郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70125318)
• 研究分担者: 中静 透 北海道大学, 総合地球環境学研究所・研究部, 教授 (00281105) ; 小池 孝良 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (10270919) ; 日浦 勉 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70250496) ; 柴田 英昭 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 助教授 (70281798) ; 揚妻 直樹 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 助手 (60285690)
• キーワード: 北方林 / 生態系動態 / 流域スケール / 野外実験 / 生物多様性 / 水分動態 / 物質動態

研究概要

本研究は、気候条件の異なった複数の小流域を対象に、生産者の多様性や栄養塩量などをコントロールした大規模野外実験を行い、生物多様性と生態系機能との関連のメカニズム解明とともに、長期流域観測のモデルケースを創出しようとしたものである。
多雪気候下にある北海道大学・雨竜研究林においては、昨年度に設定した9試験流域において、モニタリングの継続とGISによる流域の空間解析をすすめた。主な観測・解析項目は、1)水分動態観測、2)C・Nを中心とした物質動態観測、3)流域地形と森林・植生状況の解析、4)渓流性低生動物の個体群構造および生息環境とリター分解速度の観測(一次消費者個体群動態関連)、5)赤外線自動カメラによる野生動物の実態把握(二次消費者個体群動態関連)、6)渓流における浮遊砂・土砂移動の観測などである。本年度に予定している森林伐採や表土・ササ根茎除去などの操作実験は、3月末から実施する予定となっている。
寡雪気候にある苫小牧研究林では、昨年度に設置した96試験地においてモニタリングの継続とデータ解析を行った。主な観測・解析項目は、1)土壌物質動態、2)森林・植生の変化と生産性、3)一次消費者個体群動態、4)二次消費者個体群動態などである。本年度においては、5)2004年大型台風撹乱に対する植物群集の応答観測、6)人工ギャップ形成による植物群集の応答実験、7)伐採・施肥処理による森林群集の応答実験、8)シカの密度操作による森林群集の応答実験、9)ミミズの密度操作による植物群集の応答実験などを加えた大規模野外実験・観測をすすめている。
これらの操作実験や観測と並行して、流域における生物地球化学プロセスのモデル化や、森林伐採や大気沈着などの撹乱が物質循環に及ぼす影響に関するシュミレーションの適用性の検討などにも着手した。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of clear-cutting on nitrogen leaching and fine root dynamics in a cool-temperate forested watershed in northern Japan (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuzawa, K., Shibata, H., Takagi, K., Nomura, M., Kurima, N., Fukazawa, T., Satoh, F., Sasa, K.
  • 雑誌名: Forest Ecology and Management (in press)
• [雑誌論文] Relationship of topography to surface water chemistry with particular focus on nitrogen and organic carbon solutes within a forested watershed in Hokkaido, Japan (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogawam A., Shibata, H., Suzuki, K., Mitchell, M.J., Ikegami, Y.
  • 雑誌名: Hydrological Processes (in press)
• [雑誌論文] Contribution of litter CO_2 production to total soil respiration in two different deciduous forests (2006)
  • 著者名/発表者名: Kim, H.H., Hirano, T., Koike, T., Urano, S.
  • 雑誌名: Phyton (Horn, Austria) 45(in press)
• [雑誌論文] Mycorrhizal activities in Pinus densiflora, P. koraiensis and Larix kaempferi native to Korea raised under high CO_2 concentrations and water use efficiency (2006)
  • 著者名/発表者名: Choi, D.S., Quoreshi, A.M., Jin, H.O., Maruyama, Y., Koike, T.
  • 雑誌名: Phyton (Horn, Austria) 45(in press)
• [雑誌論文] Short-term change in factors affecting regeneration of beech (Fagus crenata) after simultaneous death of deart bamboo (2006)
  • 著者名/発表者名: Abe, M., Miguchi, H., Honda, A., Makita, A., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Journal of Vegetation Science (in press)
• [雑誌論文] Light acclimation of photosynthesis and leaf anatomy in woody seeding in response to gap formation in a cool-temperate deciduous forest (2006)
  • 著者名/発表者名: Oguchi.R., K.Hikosaka, T.Hiura, T.Hirose
  • 雑誌名: Oecologia (in press)
• [雑誌論文] 高CO_2環境下での冷温帯樹木の水利用特性の変化が葉柄の内部構造に与える影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 江口則和, 森井紀子, 上田龍四郎, 船田良, 高木健太郎, 日浦勉, 笹賀一郎, 小池孝良
  • 雑誌名: 日本森林学会北海道支部論文集 54 ページ: 49-51
• [雑誌論文] 高CO_2環境下で生育したブナとウダイカンバの呼吸特性-開放系大気CO_2増加(FACE)を用いた場合-冷温帯樹木の水利用特性の変化が葉柄の内部構造に与える影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 飛騨剛, 唐津一樹, 江口則和, 高木健太郎, 日浦勉, 笹賀一郎, 小池孝良
  • 雑誌名: 日本森林学会北海道支部論文集 54 ページ: 58-60
• [雑誌論文] FACE(開放系大気CO_2増加)で生育した落葉広葉樹の光合成特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 唐津一樹, 飛騨剛, 江口則和, 上田龍四郎, 高木健太郎, 日浦勉, 笹賀一郎, 小池孝良
  • 雑誌名: 日本森林学会北海道支部論文集 54 ページ: 61-63
• [雑誌論文] FACE(開放系大気CO_2増加)に生育する落葉広葉樹の水分生理特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 森井紀子, 江口則和, 船田良, 高木健太郎, 日浦勉, 笹賀一郎, 小池孝良
  • 雑誌名: 日本森林学会北海道支部論文集 54 ページ: 64-66
• [雑誌論文] PENシステム導入によるカラマツ植林地の連続分光計測 (2006)
  • 著者名/発表者名: 小熊宏之, 井手玲子, 中路達郎, 藤沼康実, 高木健太郎
  • 雑誌名: 日本森林学会北海道支部論文集 54 ページ: 85-86
• [雑誌論文] 航空機LIDERを用いた樹高と森林蓄積量の評価 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高橋廣行, 高木健太郎, 野村睦, 北條元, 上浦達哉, 小塚力, 坂井励, 米康充, 福士亮太, 小熊宏之, 藤沼康実, 前林衛
  • 雑誌名: 日本森林学会北海道支部論文集 54 ページ: 93-95
• [雑誌論文] Effects of clear-cutting on nitrogen leaching and fine root dynamics in a cool-temperate forested watershed in northern Japan (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuzawa, K., Shibata, H., Takagi, K., Nomura, M., Kurima, N., Fukazawa, T., Satoh, F., Sasa, K.
  • 雑誌名: Ecology and Management in press
• [雑誌論文] Spatio-temporal variation in Lepidoptera larval assemblages associated with oak, Quercus crispula : the importance of leaf quality (2005)
  • 著者名/発表者名: Murakami, M., Yoshida, K., Hara, H., Toda, M.J.
  • 雑誌名: Ecological Entomology 30 ページ: 521-531
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Comparison of sapling demography of four dipterocarp species with different seed-dispersal strategies (2005)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, Y., Kenta, T., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Forest Ecology and Management 208 ページ: 237-248
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of frequent disturbance on diversity of stream invertebrates mediated by high mobility (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyake, Y., Hiura, T., Nakano, S.
  • 雑誌名: Archivfur Hydrobiologie 162 ページ: 465-480
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Aboveground biomass and net biomass increment in a cool temperate forest on a landscape scale (2005)
  • 著者名/発表者名: Hiura, T.
  • 雑誌名: Ecological Research 20 ページ: 271-277
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Oribatid mite community structure and tree species diversity : A link? (2005)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, N., Sugawara, Y., Miyamoto, T., Hasegawa, M., Hiura, T.
  • 雑誌名: Pedobiologia 49 ページ: 521-528
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Carbon cycling and budget in a forested basin of southwestern Hokkaido, northern Japan (2005)
  • 著者名/発表者名: Shibata, H., Hiura, T., Tanaka, Y., Takagi, K., Koike, T.
  • 雑誌名: Ecological Research 20(3) ページ: 325-331
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Soil Moisture Condition and Growth of Deciduous Tree Seedling Native to Northern Japan Grown under Elevated CO_2 with a FACE System (2005)
  • 著者名/発表者名: N.Eguchi, R.Funada, T.Ueda, K.Takagi, T.Hiura, K.Sasa, T.Koike
  • 雑誌名: Phyton (Austria), Special issue : APGC2004 Vol.45 ページ: 133-138
• [雑誌論文] 多雪山地流域における融雪期のCl-収支と地中水の流出過程 (2005)
  • 著者名/発表者名: 山崎学, 石井吉之, 小林大二, 石川信敬, 柴田英昭
  • 雑誌名: 雪氷 67(6) ページ: 477-491
• [雑誌論文] Retention processes of anthropogenic nitrogen deposition in a forest watershed in northern Japan (2005)
  • 著者名/発表者名: Shibata, H., Kuboi, T., Konohira, E., Satoh, F., Sasa, K.
  • 雑誌名: Proceedings of the 3rd international nitrogen conference (Zhu, Z., Minami, K. and Xing, G.,Eds.) (Science Press USA Inc.) ページ: 626-630
• [雑誌論文] Differences in growth characteristics and dynamics of elements absorbed in seedlings of three spruce species raised on serpentine soil in northern Japan (2005)
  • 著者名/発表者名: Kayama, M., Quoreshi, A.M., Uemura, S., Koike, T.
  • 雑誌名: Annals of Botany 95 ページ: 661-672
• [雑誌論文] Effect of ectomycorrhizal infection in growth and photosynthetic characteristics of Pinus densiflora seedlings grown under elevated CO_2 concentrations (2005)
  • 著者名/発表者名: Choi, D.S., Quoreshi, A.M., Maruyama, Y., Jin, H.O., Koike, T.
  • 雑誌名: Photosynthetica 43 ページ: 223-229
• [雑誌論文] Elevated CO_2 and limited nutrition can restrict excitation energy dissipation in photosystem II of Japanese white birch (Betula platyphylla var. japonica) leaves (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitao, M., Koike, T., Tobita, H., Maruyama, Y.
  • 雑誌名: Physiological Plantarum 125 ページ: 64-73
• [雑誌論文] Photosynthetic acclimation of birch, oak and maple seedlings to elevated CO_2 and the mediating effect of low growth irradiance (2005)
  • 著者名/発表者名: Lei, T.T., Koike, T.
  • 雑誌名: Phyton (Horn, Austria) 45 ページ: 145-152
• [雑誌論文] Effects of elevated CO_2 and nitrogen availability on nodulation of Alnus hirsuta (Turcz.) (2005)
  • 著者名/発表者名: Tobita, H., Kitano, M., Koike, T., Maruyama, Y.
  • 雑誌名: Phyton (Horn, Austria) 45 ページ: 125-131
• [雑誌論文] Characteristics of defense chemicals of mountain alder seedlings raised under elevated CO_2 and nitrogen supply (2005)
  • 著者名/発表者名: Koike, T., Shibata, T., Lei, T.T., Matsuki S., Tobita, H., Kitano, M., Yamashita, N., Quoreshi, A.M., Maruyama, Y.
  • 雑誌名: Phyton (Horn, Austria) 45 ページ: 163-168
• [雑誌論文] Rehabilitation for species enrichment in abandoned coppice forests in Japan (2005)
  • 著者名/発表者名: Nagaike, T., Yoshida, T., Miguchi, H., Kamitani, T., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Restoration of Boreal and Temperate Forests ページ: 371-381
• [雑誌論文] The role of biodiversity in Asian forests (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Journal of Forest Research 9 ページ: 293-298
• [雑誌論文] アジアの森林持続性と生物多様性 (2005)
  • 著者名/発表者名: 中静 透
  • 雑誌名: 森林科学 43 ページ: 68-72
• [雑誌論文] Spatial and temporal pattern at initial phase of invasion by Bombus terrestris and its impacts to native bumblebees in Japan (2005)
  • 著者名/発表者名: Inari, N., Kenta, T., Nagamitsu, T., Goka, K., Hiura, T.
  • 雑誌名: Population Ecology 47 ページ: 77-82
• [雑誌論文] Dynamic carbon dioxide exchange through snowpack by wind-driven mass transfer in a conifer-broadleaf mixed forest in northernmost Japan (2005)
  • 著者名/発表者名: Takagi, K., Nomura, M., Ashiya, D., Takahashi, H., Saga, K., Fujinuma, Y., Shibata, H., Akibayashi, Y., Koike, T.
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 19 ページ: GB2012,doi:10.1029/2004GB002272
• [雑誌論文] Deforestation effects on the micrometerology in a cool-temperate forest in northern Japan (2005)
  • 著者名/発表者名: Takagi, K., Nomura, M., Fukuzawa, K., Kayama, M., Shibata, H., Sasa, K., Koike, T., Akibayashi, Y., Fujinuma, Y., Inukai, K., Maebayashi, M.
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 60 ページ: 1025-1028
• [図書] 森林の生態学-長期大規模研究から見えるもの-(正木隆・田中浩・柴田銃江編) (2006)
  • 著者名/発表者名: 日浦 勉
  • 出版者: 文一総合出版(印刷中)
• [図書] 森林の科学-森林生態系科学入門-(中村太士・小池孝良編著) (2005)
  • 著者名/発表者名: 笹 賀一郎
  • 総ページ数: 198-199
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 森林の科学-森林生態系科学入門-(中村太士・小池孝良編著) (2005)
  • 著者名/発表者名: 柴田英昭
  • 総ページ数: 126-129
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 生物多様性はなぜ大切か?(日高敏隆編) (2005)
  • 著者名/発表者名: 中静 透
  • 総ページ数: 1-40
  • 出版者: 昭和堂
• [図書] 森林の科学-森林生態系科学入門-(中村太士・小池孝良編著) (2005)
  • 著者名/発表者名: 日浦 勉
  • 総ページ数: 30-32
  • 出版者: 朝倉書店