開放型CO2付加装置による変動環境下での落葉樹・共生菌系の炭素転流と土壌呼吸評価

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20380083
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 森林科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 小池 孝良 北海道大学, 大学院・農学研究院, 教授 (10270919)
• 研究分担者: 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) ; 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, 准教授 (70281798) ; 杉本 敦子 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 教授 (50235892) ; 宇都木 玄 (独)森林総合研究所, 北海道支所, チーム長 (40353601)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 開放系大気CO_2増加 / FACE / 分解系 / 中型土壌動物 / 被食防衛 / 温室効果ガス

研究概要

開放系大気CO_2増加装置にて育成させた落葉樹のCO_2の取り込みとその制限要因としての対流圏オゾンの影響、炭素の転流・分配、土壌呼吸を含む温室効果ガスの放出、分解系を制御する中型土壌動物の群集構造を調査した。この結果、オゾン付加により根への転流が阻害され、菌類感染は肉眼では低下した。高CO_2処理では土壌呼吸は増加し、メタン吸収量は減少した。トビムシでは移動性の高い種が高CO_2では多い傾向があった。

研究成果

• [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, Koike T.
  • 雑誌名: Journal of Japan Society for Atmospheric Environment 46 ページ: 30-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphological and physiological responses of Siebold's beech (Fagus crenata) seedlings grown under CO_2 concentrations ranging from pre- industrial to expected future levels (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirano A. Hongo I., Koike, T.
  • 雑誌名: Landscape and Ecological Engineering 7 ページ: DOI:10.1007/s11355011-0149-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Buried charcoal layer and ectomycorrhizae cooperatively promote the growth of Larix gmelinii seedlings. (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto K., Tamai Y., Kim Y.S., Koike T.
  • 雑誌名: Plant and Soil 327 ページ: 143-152
  • 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., Koike, T.
  • 雑誌名: Plant & Cell Environment 33 ページ: 1101-1111
  • 査読あり
• [雑誌論文] An atlas of Collembola species in the Sapporo Experimental Forest of Hokkaido University in Northern Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu N., Satoh F., Koike T.
  • 雑誌名: Eurasian Journal of Forest Research 13 ページ: 56-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plants defense characteristics and hypothesis on the birch species (2010)
  • 著者名/発表者名: Novriyanti E., Aoyama C., Watanabe, M., Koike, T.
  • 雑誌名: Eurasian Journal of Forest Research 13 ページ: 77-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induced defense of leaves of Japanese white birch seedlings grazed by Gypsy moth larvae (2010)
  • 著者名/発表者名: Aoyama C., Novriyanti E., Koike T.
  • 雑誌名: Eurasian Journal of Forest Research 13 ページ: 49-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] The growth of Larix gmelinii seedlings as affected by charcoal produced at two different temperatures. (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto K., Choi, D.S., Hashidoko, Y., Koike T.
  • 雑誌名: Biology and Fertility of Soils 46 ページ: 467-472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Root-shoot communication of the seedlings of Japanese larch and its hybrid grown in different temperature regimes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Qu L., Kitaoka S., Kuromaru M., Osaki M., Sasa, K. Ustugi H., Koike T.
  • 雑誌名: Landscape and Ecological Engineering 5 ページ: 115-123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of elevated CO_2 and nitrogen on wood structure related to water transport in seedlings of two deciduous broad-leaved tree species (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Tobita H, Kitao M, Maruyama Y, Choi D.S., Sasa K, Funada R., Koike, T.
  • 雑誌名: Trees-Structure and Function 22 ページ: 403-411
  • 査読あり
• [学会発表] Photosynthetic traits of hybrid larch F1 under down regulation of photosynthesis by elevated CO_2 concentration (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M., Kitaoka S., Utsugi H., Kita K., Koike T.
  • 学会等名: Canopy processes in a changing climate
  • 発表場所: Falls Creek, Victoria and Tarraleah, Tasmania, Australia.
  • 年月日: 20101007-20101015
• [学会発表] Effects of elevated CO_2 on the aboveground growth of sprouts of deciduous broadleaved trees grown in FACE (2010)
  • 著者名/発表者名: Koike T., Watanabe M., Eguchi N., Watanabe Y., Satomura T., Mao Q., Takagi K., Funada R., Sasa, K.
  • 学会等名: XXIII IUFRO World Congress
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20100823-20100828
• [学会発表] Effects of elevated CO_2 concentration on the growth and photosynthesis of hybrid larch F1 seedlings. (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M., Mao Q., Novriyanti E., Kita, K., Ueda T., Takagi K., Sasa K., Koike T.
  • 学会等名: XXIII IUFRO World Congress
  • 発表場所: Seoul, Korea.
  • 年月日: 20100823-20100828
• [学会発表] Growth and photosynthetic traits of coppice of (Quercus crispula) under elevated CO_2 concentration : Powdery mildew- mediated effects (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M., Kitaoka S., Takagi K., Sasa K., Koike T.
  • 学会等名: International Conference on "Mechanisms of Growth, Competition and Stress Defense in Plants"
  • 発表場所: Freising, Germany.
  • 年月日: 20100301-20100303
• [学会発表] Plant defense characteristics of alder species native to northern Japan grown at elevated CO_2 in FACE. (2010)
  • 著者名/発表者名: Koike T., Tobita H., Agari T., Kitao M., Watanabe M., Makoto K., Sasa K., Hashidoko Y.
  • 学会等名: International Conference on "Mechanisms of Growth, Competition and Stress Defense in Plants"
  • 発表場所: Freising, Germany.
  • 年月日: 20100301-20100303
• [学会発表] Seasonal changes in distribution of defensive chemical substances in leaves of deciduous broadleaved tree species in northern Japan. (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y., Hinata K., Ootsuka Y., Watanabe M., Sasa K., Koike T.
  • 学会等名: International Conference on "Mechanisms of Growth, Competition and Stress Defense in Plants"
  • 発表場所: Freising, Germany.
  • 年月日: 20100301-20100303
• [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種のシュートの動態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寛剛・渡辺誠・毛巧芝・Eka Novriyanti・上田龍四郎・高木健太郎・笹賀一郎・斎藤秀之・渋谷正人・小池孝良
  • 学会等名: 日本森林学会北海道支部論文集59:35-38
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-11-09
• [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種の光合成活性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺誠・毛巧芝・Eka Novriyanti・伊藤寛剛・上田龍四郎・高木健太郎・笹賀一郎・小池孝良
  • 学会等名: 日本森林学会北海道支部論文集59:39-40
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] 高CO_2および高O_3下におけるカンバ類3種稚樹の成長 (2010)
  • 著者名/発表者名: 稲田直輝・渡辺誠・斉藤秀之・澁谷正人・小池孝良
  • 学会等名: 日本森林学会北海道支部論文集59:41-44
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] Growth and photosynthetic traits of coppice of five dominant deciduous broad-leaved trees grown under elevated CO_2 concentration. (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M., Kitaoka S., Watanabe Y., Makoto K., Ueda T., Takagi K., Sasa K., Koike T.
  • 学会等名: 24th IGBP-SC Meeting
  • 発表場所: Otaru, Hokkaido, Japan.
  • 年月日: 20090415-20090417
• [学会発表] アカエゾマツとカラマツ林における中型土壌動物群集-北海道大学実験苗畑の事例- (2009)
  • 著者名/発表者名: 末次直樹・斎藤秀之・澁谷正人・小池孝良
  • 学会等名: 日本森林学会北海道支部論文集,58:35-36
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] 高CO_2と窒素付加環境で生育した落葉広葉樹個葉の被食防衛物質の局在-処理2年間の影響- (2009)
  • 著者名/発表者名: 日向潔美・渡邊陽子・渡辺誠・北岡哲・飛田博順・上村章・宇都木玄・小池孝良
  • 学会等名: 日本森林学会北海道支部論文集,58:43-46
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] 冷温帯林における細根生産・枯死の季節変動と年変動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福澤加里部,・柴田英昭・高木健太郎・佐藤冬樹・笹賀一郎・小池孝良
  • 学会等名: 根の研究18(2):70
  • 発表場所: 北海道・足寄
  • 年月日: 2009-05-09
• [学会発表] Effect of elevated CO_2 on the physiological adjustment and xylem structure of deciduous tree species grown in Free Air CO_2 Enrichment (FACE). (2008)
  • 著者名/発表者名: Koike T., Eguchi N., Kitaoka S., Watanabe M., Watanabe Y., Makoto K., Funada R., Takagi K., Shibata H., Hiura T., Sasa K.
  • 学会等名: The International Conference on Sustainable Agriculture for Food, Energy and Industry 2008 (ICSA2008)
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan.
  • 年月日: 20080702-20080706
• [学会発表] Evaluation of methane emission from three dominant cool temperate deciduous tree species grown under elevated CO_2 concentration in northern Japan (2008)
  • 著者名/発表者名: Kitaoka S., Sakata T., Watanabe M., Kim Y., Utsugi U., Tobita H., Uemura A., Aizawa S., Kitao M., Maruyama Y., Sasa K., Koike T.
  • 学会等名: The International Conference on Sustainable Agriculture for Food, Energy and Industry 2008 (ICSA2008)
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan.
  • 年月日: 20080702-20080706
• [学会発表] 高CO_2と窒素付加環境で生育した落葉広葉樹個葉の被食防衛物質の局在 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日向潔美,・渡邊陽子,・北岡哲・渡辺誠・飛田博順・上村章・宇都木玄・北尾光俊・小池孝良
  • 学会等名: 日本森林学会北海道支部論文集,57,45-47
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-11-10
• [学会発表] 開放系大気CO_2増加(FACE)施設で育成した冷温帯主要落葉樹萌芽の光および窒素利用特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北岡哲・渡辺誠・渡辺陽子・飛田博順・上村章・宇都木玄・江口則和・笹賀一郎・小池孝良
  • 学会等名: 日本森林学会北海道支部論文集,57:191-193
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-11-10
• [図書] Permafrost Ecosystem : Siberian Larch Forests. Ecological Studies 209(Osawa, A., etal.(eds.))(Effects of elevated CO_2 on ecophysiological responses of larch species native to Northeast Eurasia.) (2010)
  • 著者名/発表者名: Koike. T., et al.
  • 総ページ数: 447-458
  • 出版者: Springer Verlag
• [図書] 北の森づくりQ&A (2009)
  • 著者名/発表者名: 小池孝良, 他編
  • 総ページ数: 201
  • 出版者: 北方林業会
• [備考] (1)報道関係 2010年12月13日報道ステーションにて、対流圏オゾン影響の調査している映像が公開され、研究機関・北海道大学の名称が紹介された。 (2)アウトリーチ(普及誌) (1)青山千穂・小池孝良(2011)カンバ類の防御に関する研究例-育種と防御の関係性-、北海道の林木育種53:10-13. (2)龍田慎平・渡辺誠・斉藤秀之・小池孝良(2011)大気浄化実験によるダケカンバとシラカンバ苗木の成長応答-対流圏オゾンによる成長阻害の種間差の検討-.北方林業63:39-41 (3)小池孝良(2010)摩周湖外輪山のダケカンバの成長とオゾン影響評価の予報、広報てしかが、平成22年12月:10-11 (4)小池孝良(2010)森林美学における混交林化-環境変化の影響と対策-.北方林業62:238-241 (5)伊森允一・渡辺誠・小池孝良(2010)酸性降下物とオゾンに対する樹木の応答,北方林業,62:8-11. (6)小池孝良(2010)森で実験、気候変動の影響、日経サイエンス2010年6月:112-119. (7)末次直樹・小池孝良(2009)高CO_2環境が分解系に与える影響～土壌動物の役割～、北方林業61:149-152. (8)江口則和・北岡哲・崔東壽・小池孝良(2008)世界のFACEから～世界各地の開放系大気CO_2増加実験(Free Air CO_2 Enrichment:FACE)を見学して～.北方林業60:277-280 (9)小池孝良・江口則和・渡辺誠・渡邊陽子・北岡哲・里村多香美・高木健太郎・柴田英昭・日浦勉・笹賀一郎・船田良(2008) RR2002・モジュールFACE 研究の展開-札幌実験苗畑の利用-.北方森林保全技術26:47～52 ホームページ
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/fres/silv/index.phP