2015 Fiscal Year Annual Research Report
気候変動下での永久凍土地帯に生育する樹木の地下部および地上部成長制限要因の変化
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26304026
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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) |
城田 徹央 信州大学, 学術研究院農学系, 助教 (10374711)
檀浦 正子 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (90444570)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 年輪年代学 / 気候変動 / 永久凍土 / 樹冠 / 根系 / 炭素同位体比 / 温暖化 / 気候応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
永久凍土分布南限に近いモンゴル国立大学Udleg演習林においては，凍土深が異なると予想される北向き斜面上部（シベリアカラマツLarix sibiricaが優占）および下部（シベリアゴヨウマツPinus sibiricaが優占）にそれぞれプロットを設定し，各プロットにつき両樹種20個体以上を対象に地上部および地下部の年輪試料採取を行った。同調査地ではシュートレベル，枝レベル，樹冠レベルでのシベリアカラマツの樹冠可塑性をあきらかにするため，疎開した林分から大，中，小の３個体を選定した。ロープアクセスおよび枝の採取により，枝の着生位置と枝基部直径，枝長を計測した。より小さな個体は一次枝が少なく樹冠が疎であること，疎な樹冠においては密な樹冠を持つ大きな個体と同じ枝アロメトリーを示さず，短枝よりも長枝を多く形成し，フレームワークを枝の内部に構築する傾向があった。これは一つの補償的適応とみなせる。
アラスカ内陸部においては，永久凍土融解層の深い斜面上部と浅い斜面下部において，前年に採取したブラックスプルース(Picea mariana)地上部および地下部の年輪幅と年輪内密度についてクロノロジーを作成した。8つのクロノロジーと気候要素の間で単相関分析を行ったところ，当年春の気温が年輪幅については負に、年輪内密度については正に寄与していた。また、幹の年輪幅は根よりも長い期間の春の月平均最高気温と相関を示した。この結果は，春期の水ストレスがブラックスプルースの成長の大きな制限要因である事を示唆する。同調査地では，13Cパルスラベリングを実施、土壌呼吸における樹木由来のCO2放出量を推定するためにラベリング後の土壌からの二酸化炭素ガスサンプルを採取し、同位体比を測定した。ミキシングモデルから土壌呼吸に占める根呼吸の割合を評価したところ，その値は樹木に近いほど大きく、0－40％の分布であった。
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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
年輪気候学的解析においては，予定どおり試料採取および年輪幅や密度の測定が実行できている。アラスカの永久凍土地位に生育するブラックスプルースでは，カナダの非永久凍土地帯におけるブラックスプルースやシベリアの永久凍土地帯に生育するカラマツとは全く反対の反応で有り，周極域における生育制限要因に大きな違いがあることが示唆された。
樹冠部の成長および構造解析においては，予定どおり試料採取および測定を行うことが出来た。解析においては，樹冠部成長の可塑性に関する結果が得られてきており，順調に進行している。
炭素同位体ラベリングについては，前年の検討に基づき，アラスカ内陸部Caribou Poker creek Research Watershedにおいて、現地研究機関（Prof. Roger Ruess, Univ. Alaska）との実施場所や付加量に関する打ち合わせを行い，７月に実施した。予備的な測定結果より，付加量の増加の必要があることが明らかになり，翌年度に再度実施する方向で調整を行っている。従って，順調に研究遂行が出来ていると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
モンゴルにおいては，地上部および地下部の肥大成長気候応答解析を行うための試料の測定を継続して実施する。アロメトリー関係が個体サイズによって異なることを配慮しつつ，今後はアロメトリーの年変動の解明に取り組む。特に昨年度は乾燥が著しい年であったため，今年度と何らかの違いが生じることが予測される。地上部の生産構造の再現を枝レベレルから個体レベルを通じて行い，年輪データと樹冠部の成長データとの関係性を表すための方法の検討を行う。
アラスカにおいては，春期の気温の影響を受けて肥大成長量が変動していることが明らかになったことから，当該時期に13CO2付加実験を行い，光合成生産物が樹幹形成に使われる過程の追跡を行う。3本程度のブラックスプルースをサンプル木として選定し、付加量を昨年より増やしてH28年5月に実施予定である。吸収後に生成された光合成生産物の移動速度や各器官への配分を測定するため，９月に個体を伐倒，掘り出して試料採取を行う。森林総合研究所にて同位体測定を行い，貯蔵および成長期をまたいでの各器官への光合成生産物の配分をあきらかにする。また，年輪データから林分データへのスケールアップを目指すため，地下部根系の成長過程の復元を行う。
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| Causes of Carryover |
人件費については，要測定試料数に応じた雇用の必要が無かったため。また，旅費・その他については，予定人員および滞在日数について，当初見積もりより少なくなり交通費やレンタカー代についても少なくなったため，次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度以降は現地調査に伴う旅費およびレンタカー使用等について支出が多く見込まれる。H28年度請求額と合わせてそれらに充当する。
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