2015 Fiscal Year Annual Research Report
気候変動に伴うスギ・ヒノキの肥大成長および材質変動メカニズムの解明
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26292092
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
安江 恒 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (00324236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桃井 尊央 東京農業大学, 地域環境科学部, 助教 (00445694)
小林 元 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (40325494)
斎藤 琢 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助教 (50420352)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 気候変動 / 年輪年代学 / スギ / ヒノキ / フラックス / 温暖化 / 光合成 / フェノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
集中観測サイトとして設定した岐阜大学高山試験地において，１）形成層活動観測，２）個葉光合成速度観測，３）年輪気候学的解析，４）生態系モデル検討を実施した。
１）スギおよびヒノキを対象に，4月～10月まで打ち抜き法とナイフマーキング法を用いて形成層活動を観測した。スギでは４月下旬に分裂を開始し，8月下旬に成長を終了していた。奥多摩演習林においても同様の観測を行い，加えて，新たに考案したタイムラプスカメラとダイヤルゲージを併用した方法で測定した。その結果，日変化も明瞭に確認でき，日変化を水ポテンシャルや光合成活性の指標としてモデルに算入できる可能性が示唆された。２）スギ針葉の最大カルボキシル化速度の季節変化を測定し，野外で観測されるスギ針葉の夏期の光合成速度の低下が，大気飽差の上昇による気孔閉鎖によって引き起こされていることを確認した。３）2006-2010年（５年間）を対象に年輪要素クロノロジーとCO2フラックス観測データ間の回帰分析を行ったところ，早材幅と当年３月の総光合成量(GPP),晩材密度と前年８月の森林生態系純生産量(NEP),年輪重量成長量と前年１１月のNEPとの正の相関が認められた。４）生態系モデルを利用して、スギ・ヒノキ林が優占する常緑針葉樹林（TKCサイト）を対象に炭素収支の将来予測を実施した。その結果、現在（2002-2007）と比較して将来（2068-2073）は、年積算の総一次生産量（GPP）が増加し、特に冬季および春季の気温上昇の影響によるGPP増加が顕著であった。また、純生態系生産量も冬季および春季に増加傾向にあることが示唆された。
加えて，比較対象となる信州大学手良沢山演習林でヒノキの光合成観測，手良沢山演習林でのスギコア試料採取，東京農大奥多摩演習林で肥大成長フェノロジー観測が継続された。
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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
集中観測サイトとして設定した岐阜大学高山試験地においては，年輪気候学的解析，フラックス観測，スギ光合成速度観測，形成層活動観測とも継続して観測および解析を行うことができた。加えて，各観測項目間の関係を検討したところ，スギについては，前年成長期の気温や降水量，当年成長開始前の気温が光合成生産量に影響し，その結果として肥大成長量や年輪構造が変動する関係性が強いことが明らかになってきた。また，その関係性をモデルにより定量的に表すことが出来る可能性が示唆された。
比較対象とした信州大手良沢山演習林では，ヒノキ光合成速度観測を，東京農大奥多摩演習林においては，形成層活動観測を開始できた。手良沢山演習林でのスギコア試料採取を行い，測定を進行中である。
以上の観点より，予定していた内容は，おおむね達成したと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，設定した観測項目について，連続的な観測を継続する。
形成層活動については，高山試験地，手良沢山演習林，奥多摩演習林においてデンドロメータおよびナイフマーキング法による測定を継続する。ナイフマーキング法とダイヤルゲージを用いた方法で得られたデータの関連性を明らかにし，肥大成長の季節変化測定の簡易化を模索すると共に，モデル構築用データの蓄積を図る。個葉光合成速度観測においては，高山試験地においてスギ針葉の最大カルボキシル化速度の温度反応特性を測定し，温暖化環境のもとでのスギのCO2固定反応能力を推定する。年輪気候学的解析においては，未解析の手良沢山演習林のスギの年輪構造測定を進め，クロノロジーを構築した上で気候応答解析を行う。また，年輪内の酸素同位体比変動を測定し，降水における同位体比変動との比較を行うことにより光合成産物の輸送と貯蔵の時間経過に関する知見を得る。高山試験地においては、タワーCO2フラックス観測を引き続き継続する。生態系モデルによって得られた知見と、長期タワーCO2フラックス観測、年輪解析の結果を比較し、炭素分配に関する理解を深める。
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| Causes of Carryover |
旅費について，機器メンテナンス等や学会発表に伴う旅行回数が当初計画で見込んだよりも少なくすんだため。また，人件費については，測定試料数が予定より少なかったため差額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度以降，調査および研究打ち合わせに要する費用増加が見込まれる。また，デンドロメータ等観測機器の増設に充てるため，平成28年度請求額とあわせて使用する。
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