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2023 年度 実績報告書

森林土壌微生物群集の機能と環境応答の広域スケール評価と空間スケール依存性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02226
研究機関北海道大学

研究代表者

中村 誠宏  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (80545624)

研究分担者 三木 健  龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (00815508)
舘野 隆之輔  京都大学, フィールド科学教育研究センター, 教授 (60390712)
日浦 勉  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70250496)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード気候変動 / 土地利用変化 / 広域パターン / 多様性 / 機能
研究実績の概要

気候変動は、温暖化だけでなく、集中豪雨などの極端気象現象の頻度と規模を増大させている。土地利用の変化により気候変動に対する森林生態系の感受性はより敏感になる可能性がある。これら影響の一般性を評価するには広域スケールで調査する必要がある。本研究の目的は、1)森林土壌微生物群集の多様性と機能の関係性と気候変動(温暖化・極端気象現象)への環境応答(感受性)の広域パターンを解明すること、2)これら機能と環境応答への人工林化の影響を広域スケールで評価すること、さらに3)機能と環境応答の決定要因の空間スケール依存性を検討することである。
全国を網羅するように8コアサイト(北海道:雨竜、苫小牧、関東:秩父、小川、九州:綾、田野)を選定して、人工林の土壌を採集して、メソコズム実験を実施した。インキュベーターを使って降水量(1.5倍、1/2、対照の3段階)と温度(2oC上昇、対照の2段階) を操作した。エコプレートの培養実験から、31種類の有機炭素基質に対するメソコズム実験後の人工林の土壌微生物群集の機能(分解能)を測定して、「多機能性」と「機能的多様性」を評価した。土壌のDNA解析(DNAバーコーディング)から、土壌微生物(細菌・真菌)の「種の多様性」を定量化し、予測メタゲノムにより「機能遺伝子群の多様性」を定量化した。土壌理化学性(炭素、窒素、CN比、水分含量、pH)を測定した。豪雨、乾燥、温暖化が土壌理化学性、土壌微生物群集の多機能性と多様性に与える影響に関して解析した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Forest monitoring data of 45 plots across the Japanese archipelago during 1980?20212024

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Tetsuro、Totsu Kumiko、Takeuchi Yayoi、Kenta Tanaka、Nakamura Masahiro、Hiura Tsutom
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12457

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shift in the rhizosphere microbial communities between growing- and low-temperature dormant seasons in a northern hardwood forest2023

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masataka、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s11104-023-06391-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mycorrhizal type affects forest nitrogen availability, independent of organic matter quality2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Hyodo Fujio、Du Sheng、Yamanaka Norikazu、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Biogeochemistry

      巻: 165 ページ: 327~340

    • DOI

      10.1007/s10533-023-01087-y

    • 査読あり
  • [学会発表] Response of canopy herbivory in mature oak and birch trees to experimental soil warming2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Nakamura
    • 学会等名
      EAFES10
    • 国際学会
  • [学会発表] 森林土壌微生物群集の地域スケールでの多機能性と環境応答2023

    • 著者名/発表者名
      中村誠宏
    • 学会等名
      北海道大学低温科学研究所・共同利用・共同研究拠点・研究集会
  • [学会発表] New index of functional specificity to predict the redundancy of ecosystem functions in microbial communities.2023

    • 著者名/発表者名
      Wan-Hsuan CHENG, Chih-hao HSIEH, Chun-Wei CHANG, Fuh-Kwo SHIAH, Takeshi MIKI
    • 学会等名
      日本生態学会第71回全国大会
  • [学会発表] 細菌多様性の時空間分布と物質循環のリンクの解明に対して,群集生態学理論は役に立つのか立たないのか?2023

    • 著者名/発表者名
      三木健
    • 学会等名
      2023年度日本海洋学会秋季大会
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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