2018 Fiscal Year Annual Research Report

構造の複雑さがなぜ森林の生産量を高めるのか？生理生態学的メカニズムの徹底検証

Research Project

Project/Area Number	18H02236
Research Institution	Shizuoka University
Principal Investigator	飯尾淳弘静岡大学, 農学部, 准教授 (90422740)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	楢本正明静岡大学, 農学部, 准教授 (10507635) 水永博己静岡大学, 農学部, 教授 (20291552)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords	機能的多様性 / 葉分布構造 / 光合成能力 / 蒸散能力 / 光利用効率
Outline of Annual Research Achievements	樹種多様性の高い冷温帯落葉広葉樹林において、種の個性を考慮した個体レベルの光合成量、蒸散量推定モデルを構築するため、出現頻度の高いブナ、オオイタヤメイゲツ、テツカエデ、ミズメ、それぞれ10個体について、葉面積分布、樹液流量、葉の光合成能力を調べた。また、個体蒸散量の反転モデルを作成し、樹液流量から葉の蒸散能力の光可塑性を評価できないかを検討した。個体光合成量と蒸散量は、同じ幹サイズで比較すると、樹種間で大きな違いは見られなかった。しかし、そこへ至るまでのプロセスに違いが見られた。ブナは明るい場所だけでなく暗い場所にも多量の葉を保持しているのに対して、テツカエデとミズメは上部に葉を集中させていた。その結果、ブナでは樹木内の光減衰が緩やかなのに対し、テツカエデとミズメは上部で急激に減少する傾向を示した。葉の光合成能力についてはブナ、ミズメ、オオイタヤメイゲツ、テツカエデの順に高く、テツカエデの光合成能力はブナの半分以下であった。オオイタヤメイゲツはそれらの中間的な傾向を示した。暗い部分まで葉をもつブナは、光獲得効率（光吸収量と葉面積の比）が他の種よりも低いが、葉の能力を高めることで他樹種と同等の光合成量、蒸散量を維持していた。反対に、ミズメやテツカエデは葉を明るい場所に集中させ、光獲得効率を高めることで、光合成量と蒸散量を維持していた。このようなプロセスの違いは、樹木サイズが大きいほど顕著であった。葉の蒸散能力の光可塑性については、樹木最上部の葉の能力を決めないと、解を得られないことがわかった。個葉レベルの調査をもとに制約条件や入力データを追加する必要がある。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 初年度の計画は、モデル構築に必要なデータを、特に、葉分布などの空間的特性の違いに注目して収集することであった。9月末に台風によるタワー倒壊が起こり、それ以降、全ての調査が停止してしまったが、それまでに最低限のデータを取り終えていたため、おおむね順調と判断した。
Strategy for Future Research Activity	対象樹種を広げて空間特性の調査を継続する予定であったが、使用予定であった鉄塔が破損し調査木が枯損したため、次年度は調査鉄塔がなくとも実施できる時間的変化の調査を、予定を前倒しして行う。同時に調査サイトの復旧に取り組み、鉄塔が復旧し樹冠上部にアクセス可能になった時点で、空間的調査の続きを行い、研究目標を達成する。