生物間相互作用に基づく種多様性維持メカニズムの解明と生態系機能に関する研究

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20380084
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 清和 研二 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (40261474)
• 研究分担者: 梅木 清 千葉大学, 大学院・園芸学研究科, 准教授 (50376365) ; 佐橋 憲夫 東北大学, 独立行政法人森林総合研究所, 微生物生態研究室長 (10202102)
• キーワード: ジャンゼンーコンネル仮説 / トレードオフ仮説 / ミズキ輪紋葉枯れ病 / 生態系機能 / スギ人工林 / 種多様性 / バイオマス総生産量 / 間伐強度

研究概要

I. 広葉樹天然林の種多様性維持機構の解明
1. 大面積試験地(既設6ha)600枠で調査した環境の資源量(光・土壌窒素濃度・水分)の分布パタンやそのクラスター構造がそれぞれ異なることを明らかにした。さらに、いずれの資源量も地形要因(方位角、傾斜角、凹凸)と大きな関連性をもつことを明らかにした。
2. ミズキ輪紋葉枯れ病の親木からの距離依存的な感染機構を解明した。親木からの距離別に実生・稚樹の死亡率・成長率を調べ、同時に距離別に病害発生率・菌体トラップ量、病葉のトラップ量を調べた。その結果、ミズキ輪紋葉枯れ病の親木からの距離依存的な感染が明らかになり、Janzen-Connell効果が親木からの感染経路によって個となることを初めて明らかにした。
3. Trade-off仮説を物質分配関係から検証した。耐陰性の高いミズナラほど耐陰性の低いクリより、防御・貯蔵への配分率が高いことを明らかにした。これは、暗くて天敵の多い環境でミズナラが病原菌や植食者の被害を回避するための戦略であると考えられ、種多様性を説明するTrade-off仮説を物質分配関係から支持している。
II. 生態系機能の評価
1. 間伐強度別スギ人工林(強度・弱度間伐・無間伐 : 各0. 6ha x3反復 : 平成15試験地設定済み)において、広葉樹林縁からの距離別に植物の種多様性回復過程を解析した。その結果、前生稚樹では、林縁からの距離依存的に種多様性が高いことが明らかになった。しかし、間伐によって距離依存性は解消された。
2. 間伐強度別スギ人工林で種多様性の回復過程と物質生産機能(バイオマスの総生産量)の関係を解析した所,両者にはトレードオフ関係があった。

研究成果

• [雑誌論文] Spatio-temporal variation of environmental signals inducing seed germi nation in temperate conifer plantation and natural hardwood forests in northern Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Seiwa, K., Ando, M., Imaji, A., Tomita, M. and Kanou, K.
  • 雑誌名: Forest Ecology and Management 257 ページ: 361-369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distance-and density-dependent seedling mortality caused by several fungal diseases for eight tree species co-occurring in a temperate forest (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, M., Iwamoto, and Seiwa, K.
  • 雑誌名: Plant Ecology 201 ページ: 181-196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compensatory mechanisms for reproductive costs in the dioecious tree Salix integra (2009)
  • 著者名/発表者名: Tozawa M, Ueno N, Seiwa K.
  • 雑誌名: Botany 87 ページ: 315-323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pollen donor composition during the early phases of reproduction reve aled by DNA genotyping of pollen grains and seeds of Castanea crenata (2009)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Suyama Y, Seiwa K
  • 雑誌名: New Phytologist (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Canopy ergodicity : can a single leaf represent an entire plant canopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Kikuzawa, K., Yagi, M., Ohto, Y., Umeki, K., Lechowicz, M. J.
  • 雑誌名: Plant Ecology (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basal area growth and mortality of Betula maximowicziana affected by crown dieback in a secondary forest in Hokkaido, northern Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohno, Y., Umeki, K., Watanabe, I., Takiya, M., Terazawa, K., Yasaka, M., Matsuki, S.
  • 雑誌名: Journal of Forest Research (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pathogen attack and spatial patterns of juvenile mortality and growth in a temperate tree, Prunus grayana (2008)
  • 著者名/発表者名: Seiwa, K. Miwa, Y., Sahashi, N., Kanno, H., Tomita, M., Ueno, N., and Ymazaki, M.
  • 雑誌名: Canadian Journal of Forest Research 38(9) ページ: 2445-2454
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of cottony hairs in directed seed dispersal in riparian willows (2008)
  • 著者名/発表者名: Seiwa K, Tozawa M, Ueno N, Kimura, M., Yamazaki, M. & Maruyama, K.
  • 雑誌名: Plant Ecology 198 ページ: 27-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of sika deer (Cervus nippon yakushimae) population growth on saplings in an evergreen broad-leaved forest (2008)
  • 著者名/発表者名: Koda, R., Noma, N., Tsujino, R., Umeki, K., Fujita, N.
  • 雑誌名: Forest Ecology and Management 256 ページ: 431-437
  • 査読あり
• [雑誌論文] A GIS-based simulation program to predict multi-species size-structure dynamics for natural forests in Hokkaido, northern Japan (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeki, K., Lim, E.-M., Honjo, T
  • 雑誌名: Ecological Informatics 3 ページ: 227-228
  • 査読あり
• [学会発表] 冷温帯落葉広葉樹林主要構成種4種における生育段階ごとの空間分布 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野直人・寺原幹生・清和研二
  • 学会等名: 日本生態学会第56全国大会
  • 発表場所: 盛岡市、岩手県立大学
  • 年月日: 2009-03-15
• [学会発表] サワグルミの実生定着における風散布と水散布の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐知宏・上野直人・清和研二
  • 学会等名: 日本生態学会第56全国大会
  • 発表場所: 盛岡市、岩手県立大学
  • 年月日: 2009-03-15