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

2009 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 憲生 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-コンネル仮説 / 病原菌 / 種特異性 / 接種試験 / スギ人工林 / 種多様性 / 生態系機能 / 間伐強度

研究概要

温帯林でのJanzen-Connell効果の成立過程を明らかにするため、立ち枯れ病を引き起こす土壌菌の接種試験と3種の広葉樹における交互播種試験を行った。接種試験では、同一の遺伝的組成をもつ菌でも、同種成木下の土壌から採取したものは同種の実生のみを強く攻撃し、他種には強い被害を与えないことが明らかになった。この結果は病原菌の種特異性を強く示している。さらに交互播種試験では3種の母樹下いずれにおいても、同種の実生の死亡率が他種の実生よりも高く、かつ、その死亡要因は土壌菌による立ち枯れと葉の病気の種特異性によるものであることが示唆された。これらの結果は種特異的な病原菌が、母樹下でその種特的に働き、実生の置き換わりを引き起こしていることが示唆された。これは、Janzen-Connell効果の成立過程を病原菌の種特異性の観点から詳細に明らかにした初めての研究である。
間伐強度別スギ人工林(強度・弱度間伐・無間伐:各0.6hax3反復:平成15試験地設定済み)において、落葉広葉樹の種多様性回復機構を詳細に明らかにした。間伐は直後のR:FR比および土壌温度の上昇、リターの撹乱が遷移初期種の発芽、定着を容易にし、さらに実生の成長を促し、種多様性を増加させた。特に強度間伐は実生の成長が旺盛であり、林冠木の種多様性を回復させる上では有効な方法であることが明らかになった。また、弱度間伐は林床での広葉樹の多様性回復に止まることが示唆され、むしろスギの成長を主体に施業としては有効であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] The effects of early and intense pruning on light penetration, tree growth, and epicormic shoot dynamics in a young hybrid larch stand. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takiya, M., Koyama, H., Umeki, K., Yasaka, M., Ohno, Y., Watanabe, I., Terazawa, K.
  • 雑誌名: Journal of Forest Research (未定, In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross Inoculation Tests with Phellinus noxius Isolates from Nine Different Host Plants in the Ryukyu Islands, Southwestern Japan. (2010)
  • 著者名/発表者名: Norio Sahashi, Mitsuteru Akiba, Makoto Ishihara, Kazuhiro Miyazaki.
  • 雑誌名: Plant Disease 94 ページ: 358-360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of genets of Cylindrobasidium argenteum in a river valley forest as determined by somatic incompatibility, and the significance of basidiospores for its dispersal. (2010)
  • 著者名/発表者名: Norio Sahashi, Mitsuteru Akiba, Makoto Ishihara, Kazuhiro Miyazaki, Sin'Ichi Seki.
  • 雑誌名: Mycological Progress. DOI : 10.1007/s11557-009-0652-y(In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon allocation to defense, storage, and growth in seedlings of two temperate broad-leaved tree species (2010)
  • 著者名/発表者名: Imaji A, Seiwa K
  • 雑誌名: Oecologia 162 ページ: 273-281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Competition as a predisposing factor of crown dieback in a secondary forest of Betula maximowicziana in Hokkaido, northern Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohno, Y., Umeki, K., Terazawa, K., Yasaka, M., Watanabe, I., Takiya, M.
  • 雑誌名: Journal of Forest Research 14 ページ: 37-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pollen donor composition during the early phases of reproduction revealed 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 182 ページ: 994-1002
  • 査読あり
• [雑誌論文] T 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] 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, Seiwa, K.
  • 雑誌名: Plant Ecology 201 ページ: 181-196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatio-temporal variation of environmental signals inducing seed germination 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., Kanou, K.
  • 雑誌名: Forest Ecology and Management 257 ページ: 361-369
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: 豊益知伸・吉岡俊人・清和研二
  • 雑誌名: 発芽と光、分担執筆 発芽生物学(吉岡俊人・清和研二編)(文一総合出版) ページ: 71-89
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: 清和研二
  • 雑誌名: 落葉広葉樹の発芽タイミング、分担執筆 発芽生物学(吉岡俊人・清和研二編)(文一総合出版) ページ: 153-172
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: 小山浩正・清和研二
  • 雑誌名: 生態学的発芽実験、分担執筆 発芽生物学(吉岡俊人・清和研二編)(文一総合出版) ページ: 327-343
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: 清和研二
  • 雑誌名: ハルニレ 日本樹木誌 日本樹木誌編集委員会(日本林業調査会) ページ: 529-547
• [学会発表] 落葉広葉樹2種の実生における成長・防御・貯蔵への炭素分配パターン (2010)
  • 著者名/発表者名: 今治安弥・清和研二
  • 学会等名: 第57回日本生態学会大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] ミズキ母樹下における自種の死亡と他種の定着 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野真郷・清和研二
  • 学会等名: 第57回日本生態学会大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] 持続可能な森林管理・林業経営に森林生態学はどう貢献できるのか? (2009)
  • 著者名/発表者名: 清和研二
  • 学会等名: 日本生態学会東北地区会
  • 発表場所: 東北大セミナーセンター(大崎市)
  • 年月日: 2009-12-19
• [学会発表] 人工林の種多様性回復 -その科学的根拠と方向性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 清和研二
  • 学会等名: 東北森林科学会
  • 発表場所: 宮城県庁ホール(仙台市)
  • 年月日: 2009-08-24
• [図書] 樹木病害. 分担執筆 植物病理学(眞山・難波編) (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐橋憲生
  • 総ページ数: 344
  • 出版者: 文永堂出版