2017 Fiscal Year Research-status Report
アルティソルとオキシソルにおける森林再生過程と土壌生態学的レジリアンスの比較研究
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16K14941
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
舟川 晋也 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (20244577)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 哲弘 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (60456902)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 生態・生物多様性 / 熱帯林 / 森林再生 / 生態学的レジリアンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，湿潤アジアおよび中部アフリカにおける熱帯林生態系再生過程を，植物―微生物系における共生関係の回復を契機とした物質動態系の再確立として捉えることによって，生態学的レジリアンスに含まれる個々のプロセスをそれぞれ明確に認識する方法論を確立することを目的として実施した。これまで2年間を通じて得られた主な知見は以下の3点である。
１）インドネシアとカメルーンのOsisols, Ultisolsの森林生態系における窒素動態を特徴付ける要因は，植生による窒素供給量（マメ科樹種が優占するか否か）と，土壌酸性（おそらくアルミニウム濃度）に関わる硝化特性の違いである。
２）タイ国北部の焼畑農耕地および年数の異なる休閑地における正味の窒素動態について解析した結果，比較的安定な有機態窒素プールを反映して，総無機化速度はそれほど増減しなかった一方で，総硝化速度はCN比の低下や塩基飽和度の増加に応答して増大した。
３）カメルーンのOxisolsとUltisolsの森林における物質動態を比較検討した結果，Ultisolsではリター堆積層からの有機酸放出が鉱物風化を促進し，これがKの供給増となっている可能性が示された。引き続きこのような有機酸放出とP動態の関係について解析中である。
ここまで得られた知見を検証するために，2017年度にはあらたにベトナム中南部丘陵地のOxisolsとUltisolsそれぞれの天然林およびアカシア（マメ科）植栽地に調査地を設定し，窒素・リンを中心とした物質動態の追跡を開始した。現在データを収集すると共に，採取土壌を用いて養分（酸性）環境，窒素動態，微生物群集組成および機能特性を解析中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は，湿潤アジアUltisolsおよび中部アフリカOxisolsにおける森林再生過程について，有機物（特にリグニン）分解過程，窒素・リン動態およびこれを支配する微生物学的プロセス，植物・微生物間相利共生関係の確立過程に着目して，比較検討を行うものである。研究2年目までに，これらのプロセスのうち特に窒素動態に関する微生物プロセスに関し，特に15N安定同位体を用いた実験によって総無機化速度，総硝化速度についていくつかの重要な知見を得ることができた。研究を1年延長した主たる理由は，ここまで得られた知見を検証することにある。このような理由から，進捗状況評価を「(2)おおむね順調に進展している」としたものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
ここまで得られた知見を，条件を統一した現地試験で検証する必要性を強く感じたことから，研究期間を1年延長して2018年度も引き続き実施することを決定した。
１）前述したベトナム試験地において，土壌（OxisolsとUltisols）と植生（天然林とマメ科二次林）の組み合わせにおいて，上記で推定した窒素・リン動態を制御する要因について検証を行う。
２）菌根共生の評価。アフリカとアジアの熱帯林がもつリン獲得のための共生系である糸状菌群集構造は，アフリカではAM菌（アーバスキュラー菌根菌）が，アジアではECM菌（外生菌根菌）が，それぞれ卓越し，群集構造は大きく異なることが知られている。前年度に引き続き，次世代シークエンサーを用いて，糸状菌および細菌の群集構造を解析することにより明らかにしたい。
３）光合成産物の窒素およびリン獲得への戦略的分配という観点から，森林－土壌生態系中の物質動態を定量評価したい。手法的には，窒素資源に関しては生態系プロセスの様々な局面におけるＣＮ比を追跡することによって，リン獲得については有機酸の動向を追うことによって検討する。最終的に，これら2方向への投資（光合成産物分配）が両立するのかしないのか，あるいはこれらの戦略が土壌基盤と関係してくるのかに関して，考察を深めたい。
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| Causes of Carryover |
「研究実績の概要」以下の項に記したように，ここまで得られた知見を，条件を統一した現地試験で検証する必要性を強く感じたことから，研究期間を1年延長して2018年度も引き続き実施することを決定した。この検証実験は，2017年度中に新たに設定したベトナム中部の森林で行われるため，次年度の助成金は主として現地渡航のための旅費として使用する計画である。
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[Journal Article] Effect of original vegetation on nutrient loss patterns from Oxisol cropland in forests and adjacent savannas of Cameroon2018
Author(s)
Shibata, M., Sugihara, S., Mvondo Ze, D.A., Araki, S., Funakawa, S.
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Journal Title
Agriculture, Ecosystems and Environment
Volume: 257
Pages: 132-143
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] ., Funakawa, S. 2017: Nitrification in mineral and organic horizons of tropical forest soil: Comparison between Cameroon and Indonesia2017
Author(s)
Watanabe, S., Shibata, M., Hartono, A., Watanabe, T., Araki, S., Funakawa, S.
Organizer
日本生態学会
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