2025-02-28 北海道大学,山形大学,筑波大学,森林総合研究所,北海道教育大学,長崎大学
【本件のポイント】
- 世界各地の草本33種463個体と木本96種1243個体を材料に、芽生えから成熟段階までの個体(地上部と地下部)呼吸(※2)と個体生重量(※3)を実測し個体全体・地上部・地下部の呼吸と生重量のスケーリング関係を累乗式(※4)でモデル化しました。
- 木本は「エネルギー消費が少なく長寿で大型」、草本は「エネルギー消費が多く短命で小型」という特性により、「落葉樹と常緑樹」や「一年草と越年草と多年草」の違いがあっても木本と草本の個体呼吸をそれぞれ一つのスケーリング式で表すことができました。
- 累乗式の指数は、地上部・地下部・個体全体の全てにおいて草本は木本より高く、木・草本の両者において地上部は地下部より高いことを世界で初めて明らかにしました。
【概要】
木本と草本は陸上生態系の炭素収支を決める2 大要素であり、これらの炭素収支は光合成(収入)と呼吸(支出)の差し引きで定義されます。特に、呼吸は温度等から影響を直接受けることで炭素収支や植物成長を左右するため重要な研究課題です。しかし、これまで草本と木本個体を地上部と地下部に分け、芽生えから成熟個体までの広いサイズ幅で呼吸と生重量のスケーリング関係を実測した研究はほとんどありませんでした。そこで、大小の植物全体の個体呼吸を正確に測定する方法を開発し、シベリアから熱帯で採取した 96 種の木本植物(測定個体数n= 1243)と33 種の草本植物(n= 463)の個体全体(地下部+地上部)の呼吸速度を測定しました(図1a, b)。その結果、個体呼吸と生重量の関係は木本の「落葉と常緑」、草本の「一年草と越年草と多年草」に関わりなく、それぞれ異なる一つのスケーリング式で表せることを統計的に示しました(図2a-c)。また、地上部・地下部・個体全体の全てにおいて、スケーリング式の指数は草本が木本よりも統計的に高く、かつ木本・草本の両者において地上部が地下部よりも統計的に高いことを明らかにしました。このように、「エネルギー消費が多く短命で小型な草本」と「エネルギー消費が少なく長寿で大型の木本」の個体呼吸の違いと共通性を示すことに世界で初めて成功しました。この結果は、草地と森林の炭素収支の評価研究など様々な生態学研究に資する成果です。以上は、山形大学農学部の森茂太客員教授、筑波大学生命環境系の黒澤陽子日本学術振興会特別研究員、森林総合研究所、ロシア科学アカデミースカチョフ森林研究所、産業技術総合研究所、EEAD (Spain)、北海道教育大学(旭川校)、長崎大学、筑波大学、早稲田大学、北海道大学の共同研究で行われました。
詳しくは:https://www.hokudai.ac.jp/news/pdf/250228_pr.pdf
掲載雑誌
著者:
黒澤陽子1, 2)・森茂太1)・Juan P. Ferrio3)・西園朋広4)・Oxana V. Masyagina5)・山路恵子2)・小山耕平6)・春間俊克4)・土山紘平7)・星野友紀1)・村山秀樹1)・八木光晴8)・横沢正幸9)・富山眞吾10)( 1)山形大学、2) 筑波大学、3) Estación Experimental de Aula Dei (EEAD)、4) 国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所、5)Sukachev Institute of Forest SB RAS、6)北海道教育大学(旭川校)、7)国立研究開発法人産業技術総合研究所、8)長崎大学、9)早稲田大学、10)北海道大学)
表題:
Scaling of shoot and root respiration of woody and herbaceous plants
雑誌:
Proceedings of the Royal Society B(英国王立協会紀要B), Vol. 292, Issue 2039, Page 20241910.
URL, https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2024.1910
発行: 2025 年1 月29 日 (電子版)
