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2012 年度 実績報告書

ブナ林堅果豊凶作メカニズムの解明:安定同位体による土壌ー植物間窒素循環系の定量化

研究課題

研究課題/領域番号 21380103
研究機関独立行政法人森林総合研究所

研究代表者

韓 慶民  独立行政法人森林総合研究所, 北海道支所, チーム長 (40391180)

研究分担者 壁谷 大介  独立行政法人森林総合研究所, 植物生態研究領域, 主任研究員 (30353650)
稲垣 善之  独立行政法人森林総合研究所, 立地環境研究領域, 主任研究員 (00353590)
楢本 正明  静岡大学, 農学部, 助教 (10507635)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2014-03-31
キーワード生態・生物多様性 / 至近要因 / 窒素 / 非構造性炭水化物 / 貯蔵資源量 / 年収支 / マスティング
研究概要

樹木の結実量は、様々な要因で大きく年変動する。この結実の豊凶現象(マスティング)については、これまで豊凶の周期性の意義を進化生態学的な視点から解釈しようとする研究(例えば「捕食者飽食仮説」など)が多く、結実豊凶そのもののメカニズムの解明に踏み込んだ研究は限られていた。その中には、種子生産の豊凶変動を植物体内の貯蔵資源の蓄積と枯渇のバランスから説明しようとする理論的モデルなどが知られている。しかし、長期にわたって豊凶自体の観測データを加えた樹体内の資源の配分プロセスを明らかにした研究例は極端に少ない。本研究では、窒素化合物と光合成産物の非構造性炭水化物(NSC)の樹体内の貯蔵機能の経年変化に着目し、結実豊凶の機構解明に取り組んできた。その結果、以下のような重要な事実を見いだした。① 種子生産にはその年の光合成産物が利用され、貯蔵NSCはほとんど利用されない。②豊作年の冬期にはNSCの年貯蔵量が低下するが、種子生産に必要な資源量に対して3倍以上高い。③種子の成長期には、葉や枝が窒素の貯蔵器官として機能し、そこから窒素の一部が種子へ転流される。④土壌から吸収した窒素も種子生産に大きく貢献し、豊作直後であっても窒素貯蔵量は低下せず、その量は常に種子生産に必要な窒素量より2倍以上高い。以上の知見は、結実豊凶に関する上述の理論的モデルの前提条件、すなわち豊作年には数年かけて蓄積された炭水化物が種子生産に利用されるという仮定を覆すもので、樹体内の窒素や炭水化物などの年貯蔵量は開花を引き起こす決定的因子ではないことは解明された。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Fruit production in three masting tree species does not rely on stored carbon reserves2013

    • 著者名/発表者名
      Hoch G, Siegwolf RTW, Keel S, Korner C, Han Q
    • 雑誌名

      Oecologia

      巻: 171 ページ: 653-662

    • DOI

      DOI:10.1007/s00442-012-2579-2

    • 査読あり
  • [学会発表] 15Nトレーサーを用いたブナの窒素吸収特性の評価2013

    • 著者名/発表者名
      稲垣善之、韓慶民
    • 学会等名
      第124回日本森林学会大会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      20130325-20130328
  • [学会発表] ブナ樹冠における葉の特性分布に及ぼす結実の影響2013

    • 著者名/発表者名
      楢本正明、馬場崇彰、韓慶民
    • 学会等名
      第124回日本森林学会大会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      20130325-20130328
  • [学会発表] Evaluation of nitrogen source for seed production in Fagus crenata with isotopically labeled fertilizer2013

    • 著者名/発表者名
      Han Q, Kabeya D and Inagaki Y
    • 学会等名
      第60回日本生態学会大会
    • 発表場所
      グランシップ(静岡市)
    • 年月日
      20130305-20130309
  • [学会発表] Masting affected intra- and inter- annual variations in stored nitrogen reserves in Fagus crenata trees?2012

    • 著者名/発表者名
      Han Q, Kabeya D, Iio A and Kakubari Y
    • 学会等名
      ESA97: 97th Anniversary Meeting 2012 "Life on Earth: Preserving, Utilizing, and Sustaining our Ecosystems"
    • 発表場所
      Oregon Convention Center (Portland, USA)
    • 年月日
      20120803-20120812
  • [学会発表] Is reproductive event in Fagus crenata associated with the amount of individual level carbohydrate storage?2012

    • 著者名/発表者名
      Kabeya D, Inagaki Y, Chiba Y, Naramoto M and Han Q
    • 学会等名
      ESA97: 97th Anniversary Meeting 2012 "Life on Earth: Preserving, Utilizing, and Sustaining our Ecosystems"
    • 発表場所
      Oregon Convention Center (Portland, USA)
    • 年月日
      20120803-20120812

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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