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

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16208014
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 林学・森林工学
• 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 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (00281105) ; 小池 孝良 北海道大学, 大学院農学研究院, 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, 助教授 (60285690)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• キーワード: 北方林 / 生態系動態 / 流域 / 野外実験 / 生物多様体 / 水分動態 / 物質動態

研究概要

本研究は、気候条件の異なる複数の小流域と観測サイトを対象に、森林伐採などの大規模野外操作実験を行い、生物多様性と生態系機能との関連のメカニズムを解明するとともに、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。
多雪気候下にある雨竜研究林においては、9小流域を対象に、森林伐採と地表処理(ササ植生の除去)を実施し、無施業の対象流域も含めたモニタリングの継続・解析をすすめた。(1)森林伐採により、夏期渇水流量の増加や水温低下が確認された。また、(2)渓流水中の夏期NO3-N濃度は、樹木の伐採だけでは変化せず、地表処理をともなうことによって増加する状況が把握された。(3)渓流中の無脊椎動物群集に対しても、森林伐採や地表処理が、食餌量供給の増大として、多様性や個体数の増加をおよぼす状況も把握された。
寡雪気候下にある苫小牧研究林においては、選択伐採による純林の創出と窒素施肥と組み合わせによる、96サイトで観測をおこなった。(1)フェノロジーの早い林床植物が栄養塩制限、遅い植物が光制限になる傾向があることが把握された。(2)施肥は被食量を高める方向に・伐採は被食量を低める方向に働くこと、伐採と施肥の双方がリター分解速度を低下させる方向に働くことが明らかになった。(3)生産性は光と栄養塩勾配に強い影響を受けるが、多様性は概乱履歴に強い影響を受けることなどが明らかになった。
ササ群落は流域の水分動態や物質動態に大きな影響(緩衝機能)をもつことが明らかになり、ササ群落の乏しい寡雪地帯と高密度のササ群落が存在する多雪地帯における土地利用や環境保全においては、ササ群落の形態にもとつく検討も必要と考えられた。
なお、これらの試験流域や実験サイトをふくむ研究林は、全てJaLTERに登録されるなど、長期モニタリングサイトとして整備することができた。

研究成果

• [雑誌論文] A Trial for Reforestation After Forest Fires with Sakhalin Spruce in the Northern Most Japan (2007)
  • 著者名/発表者名: KAYAMA Masazumi, CHOI Dongsu, SASA Kaichiro, SATOH Fuyuki, NOMURA Mutsumi, KOIKE Takayoshi
  • 雑誌名: Eurasian Journal of Forest Research 10 ページ: 31-39
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vertical distribution and seasonal pattern of fine-root dynamics in a cool-temperate forest in northern Japan : implication of the understory vegetation, Sasa dwarf bamboo (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukuzawa, K., Shibata, H., Takagi, K., Satoh, F., Koike, T., Sasa, K.
  • 雑誌名: Ecological Research (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of nitrogen supply on photosynthetic and anatomical changes in current-year needles of Pinus koraiensis seedlings grown under two irradiances (2007)
  • 著者名/発表者名: Makoto, K., Koike, T.
  • 雑誌名: Photosynthetica 44 ページ: 99-104
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Allocation of photoassimilated ^<13>C from reproductive and non-reproductive shoot to the fruit of an angiosperm tree, Styrax obassia (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki Y., Hiura T., Funada R.
  • 雑誌名: Plant Species Biology 22 ページ: 53-57
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Seasonal changes in the relationship between photosynthesis and temperature in canopy leaves of Quercus crispula in a cool-temperate forest (2007)
  • 著者名/発表者名: Hikoska K., Nabeshima E., Hiura T.
  • 雑誌名: Tree Physiology 27 ページ: 1035-1041
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Size dependency of water and nitrogen use in photosynthesis and hydraulic conductance in three Acer species with different maximum sizes (2007)
  • 著者名/発表者名: Nabeshima E., Hiura T.
  • 雑誌名: Ecological Research (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Trial for Reforestation After Forest Fires with Sakhalin Spruce in the Northern Most Japan (2007)
  • 著者名/発表者名: KAYAMA Masazumi, CHOI Dongsu, SASA Kaichiro, SATOH Fuyuki, NOMURA Mutsumi, KOIKE Takayoshi
  • 雑誌名: Eurasian Journal of Forest Research 10-1 ページ: 31-39
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Size dependency of water and nitrogen use in photosynthesis and hydraulic conductance in three Acer species with different maximum sizes (2007)
  • 著者名/発表者名: Nabeshima E., Hiura T.
  • 雑誌名: Ecological Research (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Leaf anatomy and light acclimation in woody seedlings after 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 149 ページ: 571-582
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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 225 ページ: 257-261
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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: Ogawa, A., Shibata, H., Suzuki, K., Mitchell, M.J., Ikegami, Y.
  • 雑誌名: Hydrological Processes 20 ページ: 251-265
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] δ^<18>O of tree-ring cellulose in two species (spruce and oak) as proxies of precipitation amount and relative humidity in northern Japan (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, H., Nakatsuka, T., Takagi, K.
  • 雑誌名: Chemical Geology 231 ページ: 67-76
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Reproductive sucess and distance to conspecific adults in the sparsely distributed tree Kalopanax pictus (2006)
  • 著者名/発表者名: Fujimori, N., Samejima, H., Kenta, T., Ichie, T., Shibata, M., Iida, S., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 119 ページ: 195-203
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The effects of various forest uses on small mammal communities in Sarawak Malaysia (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, M., Miguchi, H., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Forest Ecology and Management 231 ページ: 55-62
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Irregular drought trigger mass flowering in aseasonal tropical forests in Asia (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S., Harrison, R., Momose, K., Kuraji, K., Nagamitsu, H., Yasunari, T., Chong.L., Nakashizuka.T.
  • 雑誌名: American Journal of Botany 93 ページ: 1134-1139
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Quantifying the evidence for biodiversity effects on ecosystem functioning and services (2006)
  • 著者名/発表者名: Balvanera, P., Pfisterer, A.B., Buchmann, N., He, J.S., Nakashizuka, T., Raffaelli, D., Schmid, B.
  • 雑誌名: Ecology Letters 9 ページ: 1146-1156
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Comparison of conventionally observed interception evaporation in a 100-m^2 subplot with that estimated in a 4-ha area of the same Borneal lowland tropical forest (2006)
  • 著者名/発表者名: Manfroi, O., Kuraji, K., Suzuki, M., Tanaka, N., Kume, T., Nakagawa, M., Kumagai, T., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Journal of Hydrology 329 ページ: 329-349
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Twenty years of community dynamics in a mixed conifer-broad-leaved forest under a selection system in northern Japan (2006)
  • 著者名/発表者名: Toshiya Yoshida, Mahoko Noguchi, Yukio Akibayashi, Masato Noda, Masahiko Kadomatsu, Kaichiro Sasa
  • 雑誌名: Canadian Journal of Forest Research 36 ページ: 1363-1375
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Leaf anatomy and light acclimation in woody seedlings after 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 149-4 ページ: 571-582
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effects of clear-cutting on nitrogen leaching and fine root dynamics in a cool-temperate Wrested 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 225 ページ: 257-261
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Reproductive sucess and distance to conspecific adults in the sparsely distributed tree Kalopanax pictus (2006)
  • 著者名/発表者名: Fujimori, N., Samejima, H., Kenta, T., Ichie, T., Shibata.M., Iida, S., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 119 ページ: 195-203
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Irregular drought trigger mass flowering in a seasonal tropical forests in Asia (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S., Harrison, R., Momose, K., Kuraji, K., Nagamitsu, H., Yasunari, T., Chong, L., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: American Journal of Botany 93 ページ: 1134-1139
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Comparison of conventionally observed interception evaporation in a 100-m^2 subplot with that estimated in a 4-ha area of the same Bomeal lowland tropical forest (2006)
  • 著者名/発表者名: Manfroi, O., Kuraji, K., Suzuki, M., Tanaka, N., Kume, T., Nakagawa, M., Kumagai, T., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Journal of Hydrology 329 ページ: 329-349
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [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., Sasa, K., Fujinuma, Y., Shibata, H., Akibayashi, Y., Koike, T.
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 19 ページ: GB2012, doi:10.1029/2004GB002272
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Deforestation effects on the micrometeorology in a cool-temperate forest in northern Japan (2005)
  • 著者名/発表者名: Takagi, K. et al.
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 60 ページ: 1025-1028
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Short-term change in factors affecting regeneration of beech (Fagus crenata) after simultaneous death of dearf bamboo (2005)
  • 著者名/発表者名: Abe M., Miguchi H., Honda A., Makita A., Nakashizuka T.
  • 雑誌名: Journal of Vegetation Science 16 ページ: 49-56
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Soil Moisture Condition and Growth of Deciduous Tree Seedlings 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 : APGC 2004 45 ページ: 133-138
  • 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(和文)」より
• [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: In 'Proceedings of the 3rd international nitrogen conference (Zhu, Z., Minami, K. and Xing, G. Eds.)',(Science Press USA Inc.) ページ: 626-630
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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] 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., Sasa, K., Fujinuma, Y., Shibata, H., Akibayashi, Y., Koike, T.
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 19, GB2012,doi: 10.1029/2004GB002272
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Short-term change in factors affecting regeneration of beech (Fagus crenata) after simultaneous death of dwarf bamboo (2005)
  • 著者名/発表者名: Abe M., Miguchi H., Honda A., Makita A., Nakashizuka T.
  • 雑誌名: Journal of Vegetation Science ページ: 49-56
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」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] Retention processes of anthropogenic nitrogen deposition in a forest watershed in northern Japn (2005)
  • 著者名/発表者名: Shibata, H., Kuboi, T., Konohira, E., Satoh, F., Sasa, K.
  • 雑誌名: In 'Proceedings of the 3rd international nitrogen conference (Zhu, Z., Minami, K. and Xing, G Eds.)', Science Press USA Inc.. ページ: 626-630
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Size dependency of photosynthetic water and nitrogen use efficiency and hydraulic limitation in Acer mono (2004)
  • 著者名/発表者名: Nabeshima, E., Hiura T.
  • 雑誌名: Tree Physiology 24 ページ: 745-752
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Exploring the relationship between canopy structure, stand productivity and biodiversity of natural forest ecosystems (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishii, H. et al.
  • 雑誌名: Forest Science 50 ページ: 342-355
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 森林フィールドサイエンス (2006)
  • 著者名/発表者名: 全国大学演習林協議会(編)
  • 総ページ数: 169
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 森林の科学-森林生態系科学入門- (2005)
  • 著者名/発表者名: 中村太士, 小池孝良編著
  • 総ページ数: 218
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 生物多様性はなぜ大切か? (2005)
  • 著者名/発表者名: 日高敏隆編
  • 総ページ数: 183
  • 出版者: 昭和堂
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 森林の生態学-長期大規模研究からみえるもの- (2005)
  • 著者名/発表者名: 正木隆, 田中浩, 柴田銃江編
  • 総ページ数: 383
  • 出版者: 文一総合出版
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 森のスケッチ (2004)
  • 著者名/発表者名: 中静 透
  • 総ページ数: 236
  • 出版者: 東海大学出版会
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 樹木生理生態学 (2004)
  • 著者名/発表者名: 小池孝良編
  • 総ページ数: 264
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 森林保護学 (2004)
  • 著者名/発表者名: 鈴木和夫編著
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 植物生態学 (2004)
  • 著者名/発表者名: 甲山隆司等著
  • 総ページ数: 431
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より