掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Forest Research  

Soil erosion, which involves the degradation of the physical and chemical properties of soil, is a major threat to the soil environment. Although the effects of soil erosion on the physical or chemical properties of forests have been studied, little has been reported on the soil microbial community, which is likely to affect forest ecosystems. This study aimed to elucidate how the microbiome changed with the soil environment accompanying soil erosion in cool temperate mixed forests in Southern Japan, where soil erosion has been accelerated by the increased population of sika deer. We investigated the soil microbial communities of the different soil erosion intensities at three forest sites. In prokaryotic communities, diversity indices were increased with the sum of the height of exposed roots (SUMH), an index of soil erosion. In fungal communities, the relative abundances of plant pathogenic and wood saprotroph fungi were increased as SUMH increased and those of symbiotrophs and ectomycorrhizal fungi were increased with humus organic matter content, suggesting that the difficulties in establishing plants would be increased as soil erosion progressed because of the changes in the composition and function of fungal communities in eroded areas. Moreover, soil fungal communities had a more complex co-occurrence network than that of prokaryote, suggesting that the effects of soil erosion on fungal network is smaller than those on bacterial network. Changes in the soil environment induced by soil erosion altered the microbiomes in the deeper layers of the soil and had different effect on prokaryotes and fungi.

DOI： 10.1080/13416979.2023.2265006

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Catena  

The overpopulation of large herbivorous mammals degrades understory vegetation and hence promotes soil erosion in some northern hemisphere forests. Topsoil removal via erosion reduces soil water and nitrogen (N) content as well as exposes tree roots. However, whether topsoil removal inhibits tree growth through water and N uptake limitations has not been examined. This study aimed to measure the vertical length from exposed roots surface to the soil surface (exposed root height; ERH) under degraded forest understory vegetation and to evaluate its influence on tree growth. Specifically, we examined the relationships between ERH and beech growth and identified the timing of growth reduction based on annual tree-ring analysis at the individual scale. Furthermore, we discussed the effects of water and N limitations on beech growth reduction. We studied 12 Japanese beech trees on Mt. Sanpo, southern Kyushu Island, Japan, where understory vegetation was degraded and lost due to herbivory by Japanese sika deer from 1980 to 2003. Lower amounts of leaf production and relative growth rates of stem basal area increment (BAI) were observed in beech trees with higher ERH. Segmented regression analysis, which detects the changing time of a temporal trend (i.e., break-point), revealed that the BAI has resulted in a decreasing trend after 1997.6 ± 9.0 (yr), which coincided with the field observations on understory degradation in the study site. After the break-point of the BAI, the BAI of each study tree was negatively related to intrinsic water use efficiency, an integrated index of water limitation. These results suggest that soil erosion after the degradation of understory vegetation reduced beech growth, possibly because of the water limitations associated with root exposure. Reduced beech growth will reduce the supply of the litter layer that prevents topsoil erosion, which may enhance further soil erosion and tree growth reduction.

DOI： 10.1016/j.catena.2023.107559

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：PLoS ONE  

The number of plants unpalatable to deer increases with increasing deer numbers. In the Kyushu Mountain area of Southern Japan, Pieris japonica (Ericaceae), an unpalatable shrub, has become the monodominant vegetation under evergreen conifer and deciduous broad-leaved tree stands. The monodominance of unpalatable plants in the understory has potential advantages and drawbacks; however, the effects of Pieris dominance are not well understood. To assess the effects of P. japonica dominances on forest environments and ecosystems, we investigated understory environments and soil microbiomes in Pieris-dominant sites. Under the deciduous broad-leaved trees, Pieris dominance leads to considerable Pieris leaf litter and humus weights and low soil bulk density and canopy openness. In the soil fungal community and fungal functional groups, the relative abundance of symbiotrophic fungi, particularly ectomycorrhizal fungi in Pieris-dominant sites were lower than in other-vegetation understory sites and saprotrophic fungi vice versa. Because few seedlings and saplings were found under Pieris shrubs, Pieris dominance in the understory might exclude other plant species. The results of this study will contribute to the Pieris population and forest management following deer overgrazing.

DOI： 10.1371/journal.pone.0296692

Web of Science

Scopus

PubMed

researchmap

記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本生態学会  

<p>要旨： これまで情報の乏しかった九州のシカの食性の例として宮崎県椎葉村の九州大学宮崎演習林において2022年と2023年の四季にシカの糞を分析した。本調査地では1970年代からシカが増加し、2000年頃にはスズタケが消滅するなど森林生態系が強いシカの採食影響を受けている。シカの糞組成は一年を通じて貧弱であり、夏でも生葉（枯葉以外の各植物の葉の合計）が30%ほどしか占めておらず、繊維や稈が大半を占めていた。2000年代初期に行われた胃内容物や各地で行われた糞組成と比較し、現在のシカの食性は近年のシカ増加に伴う林床植生の劣化によって著しく劣悪なものとなっていると考えた。 キーワード： 九州、採食影響、ニホンジカ、糞分析</p>

DOI： 10.18960/hozen.2334

CiNii Research

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Earth Surface Dynamics  

Abstract. The degradation of ground vegetation cover caused by large grazing herbivores frequently results in enhanced erosion rates in forest ecosystems. Splash erosion can be caused by drop impacts with a high throughfall kinetic energy (TKE) from the tree canopy. Notably larger canopy drips from structurally mediated woody surface points appear to induce even higher TKE and generate concentrated impact locations causing severe focus points of soil erosion. However, TKE at these locations has rarely been reported. This pilot study investigated the intensity of TKE at a concentrated impact location and compared it with general TKE locations under the canopy and freefall kinetic energy (FKE) outside the forest. We measured precipitation, TKE and FKE using splash cups at seven locations under Japanese beech trees and five locations outside the forest during the leafless and leafed seasons in 2021 in a mixed forest with evergreen coniferous trees and deciduous broadleaved trees in Japan. The TKE at the concentrated impact location was 15.2 and 49.7 times higher than that at the general locations under the beech and FKE, respectively. This study confirmed that canopy drip from woody surfaces could be a hotspot of soil erosion in temperate forest ecosystems. Throughfall precipitation at the concentrated impact location was 11.4 and 8.1 times higher than that at general locations and freefall, respectively. TKE per 1 mm precipitation (here, “unit TKE”) at the concentrated impact location (39.2 ± 23.7 J m−2 mm−1) was much higher than that at general locations (22.0 ± 12.7 J m−2 mm−1) and unit FKE (4.5 ± 3.5 J m−2 mm−1). Unit TKE in the leafless season was significantly lower than in the leafed season because of fewer redistribution of canopy drips induced only by woody tissue. Nevertheless, unit TKE at the concentrated impact location in the leafless season (36.4 J m−2 mm−1) was still higher than at general locations in the leafed season. These results show that potentially high rates of sediment detachment can be induced not only by throughfall precipitation but also by larger throughfall drop size distributions at the concentrated impact location, even in the leafless season. Further studies with more replication building on this first report are necessary to investigate how many of these concentrated impact locations may occur on average with different tree species to better assess the extent of the erosion risk under forests.

DOI： 10.5194/esurf-11-1275-2023

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Agricultural and Forest Meteorology  

Spatial variations in soil moisture and characteristics (nutrients and organic components) are important for understanding the heterogeneity of soil heterotrophic respiration (Rh) in forest ecosystems. In this study, "belowground spectroscopy", a new method for estimating soil characteristics and Rh in the field, was developed by measuring the spectral reflectance in the short-wave infrared (SWIR) spectral region. In the cool temperate forest of Hokkaido, 184 training samples were collected from litter, organic, and mineral soil layers on the forest floors of 13 tree species. First, a multiple regression model was developed for Rh estimation using the soil characteristics as substrates. Next, the partial least squares regression (PLSR) model was calibrated to estimate soil characteristics using spectral reflectance observed under various moisture conditions, and then spectroscopy-based Rh estimation model was constructed by combining the two models. In the multiple regression model, soil water content and concentrations of total nitrogen and cellulose were selected as explanatory variables of Rh. The PLSR model for these parameters showed estimation accuracies of 23.1–31.8% of relative root mean square error (rRMSE) in the validation analysis. The combined model showed 68.4% of rRMSE in Rh estimation. Furthermore, this method was applied to field observations using a small spectrometer to estimate vertical and species-specific variations in Rh. The estimated vertical profiles of soil characteristics showed specific variations related to vertical changes in the soil layer. The accumulated value of the estimated vertical Rh was significantly correlated with the Rh measured using a gas analyzer on 12 tree species, except Alnus species. The rRMSE of the modeled Rh compared to that of gas analyzer was 29.8%. These results indicate that belowground spectroscopy calibrated using a dataset under varied moisture conditions is effective for developing new, rapid, and non-destructive monitoring of soil characteristics and Rh in the field.

DOI： 10.1016/j.agrformet.2023.109563

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Forest Research  

Increases in the number of wild herbivores resulted in understory degradation because of their overgrazing in forest ecosystems. Deer overgrazing has occurred soil erosion in Japanese beech forests where dwarf bamboo used to be densely covered. Soil erosion can result in a decrease in soil carbon and nutrient contents, causing the soil microbial respiration in such forest ecosystems to be degraded. The objective of this study was to clarify the effects of soil erosion, which sporadically occurs within the forests, on soil properties and microbial activity. Soil erosion indices, such as the maximum height of exposed roots from the soil surface (MAXH), tree and soil properties, microbial basal and substrate-induced respiration, were measured under the canopy of 16 beech trees in each of three deciduous broadleaved forests on southern Kyushu Island, Japan. Soil properties such as the humus mass and the organic matter contents of soil and humus decreased with MAXH. Basal and substrate-induced respiration decreased with increases in MAXH. Soil properties associated with organic matter increased with basal and substrate-induced respiration. These results suggest that soil surface layers that were rich in organic matter ran off because of soil erosion, resulting in the degradation of soil microbial activity. This study suggests that increases in wild herbivore populations degrade soil ecosystem functioning owing to the soil erosion induced by understory disappearance.

DOI： 10.1080/13416979.2023.2235499

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：European Journal of Soil Biology  

Bamboos contribute significantly to carbon cycling in many (sub)tropical and temperate forests. In East Asia, unmanaged Moso bamboo stands accumulate large amounts of dead culms. However, very little is known about the indirect effects of dead culms on biogeochemical cycling through changes in soil conditions and decomposer communities. We evaluated the interactive effects of dead culms and soil fauna on litter decomposition in an unmanaged Moso bamboo stand. We placed leaf litter beneath the dead culms and on the forest floor (control) and used litterbags with different mesh sizes (1 mm and 42 μm) to control the access of soil mesofauna to the litter. We hypothesized that dead culms and soil fauna synergistically accelerate litter decomposition mainly because dead culms influence soil conditions and alter the litter fauna assemblage. We found that litter decomposing under the dead culms had greater litter mass, carbon and nitrogen loss, and microbial respiration rates than the control. The presence of soil mesofauna decreased litter mass, carbon and nitrogen loss but had no effect on the microbial respiration rate. Soil moisture was consistently higher under the dead culms, but their effect on soil temperature was dependent on the season. The litter decomposing below the dead culms had relatively higher mesofauna abundance and order richness. However, the contribution of the mesofauna to litter mass and nutrient loss was not modulated by the dead culms, suggesting that soil fauna had essentially the same effect on litter decomposition irrespective of the presence of dead culms. We showed that dead bamboo culms influence litter nutrient dynamics and promote habitat heterogeneity for soil microarthropods. Our results further highlight the ecological role played by dead culms and have implications for Moso bamboo management. The removal of dead culms from the forest floor could have substantial impact on the soil biota and ecosystem processes in managed stands.

DOI： 10.1016/j.ejsobi.2023.103493

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：英語   出版者・発行元：日本森林学会  

<p>九州ではシカの採食が下層植生の減少、不嗜好性樹種の増加、上層木の枯死等、森林の植生構造を変化させており、炭素量を減少させる可能性がある。本研究は九州大学宮崎演習林で採食の軽度な林分（LG）と過度な林分（HG）の炭素量（上層木、下層植生、落葉、落枝、枯死木、細根）を比較した。HGは下層植生の無い林分（HG-nu）、不嗜好性低木の優占林（HG-ud）、ギャップ地（HG-gap）に分けた。総炭素量はLG（13423.7 g C m-2）、HG-nu（12246.8）、HG-ud（6005.0）、HG-gap（5128.7）の順に大きかった。これは主に上層木の炭素量の差に起因し、HG-ud（5118.2 g C m-2）とHG-gap（2028.9）の値は、LG（10771.4）より50％以上少なかった。下層植生の炭素量はHG（3.5～81.1 g C m-2）がLG（634.5）より83％以上少なかった。また、落葉，落枝の炭素量はHG（計186.1～372.1 g C m-2）がLG（535.4）より31％以上少なかった。落葉，落枝量は上層木・下層植生の量と正の相関があった。枯死木と細根の炭素量はHG-gapを除き処理間で差は無かった。以上から、シカによる植生変化は、植物バイオマスの損失とそれに続く微細枯死物の減少に起因する地上部炭素量の低下を引き起こした。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.134.0_496

CiNii Research

researchmap

記述言語：英語   出版者・発行元：日本森林学会  

<p> 熱帯雨林において樹木の成長に必須な窒素やリンは不足しやすい。これらの栄養素は，微生物や土壌動物からなる分解者群集がリターを分解することで生態系内に供給される。一方で，熱帯雨林では様々な高さの樹木や倒木によって森林内に階層構造が形成されているため，リターは林床だけでなく地上部の枝葉や倒木の上にも存在する。しかし，これら地上部に存在するリターの分解に伴う栄養素の供給プロセスの詳細は明らかではない。そこで本研究は、マレーシアのランビルヒルズ国立公園にて、分解に伴う栄養素組成の変化をリターの存在場所ごとに調査した。森林内18か所にプロットを設定し，各プロットの林床および倒木上や土壌に非接触な枝葉の先などの５か所にリターバッグを設置した。また，各場所で網目の異なる２種類のリターバッグ（細目, 粗目）を用いて比較することで土壌動物の影響を評価した。18か月間の設置で、分解速度は場所によって異なり、土壌動物の影響も確認されたが、炭素・窒素・リンの濃度についてはほぼ類似していた。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.134.0_477

CiNii Research

記述言語：英語   出版者・発行元：日本森林学会  

<p>九州山地では、シカによる食害で下層植生が消失し、その後の激しい土壌の露出と侵食が引き起こることにより、土壌生態系が劣化する可能性がある。土壌生態系衰退の防止や生物多様性の維持には防鹿柵の設置が効果的であるが、土壌中の微生物（真菌類と細菌類）の多様性や機能性がどの程度維持されているかについてはわかっていない。そこで本研究は、ササが繁茂する柵内とササが消失した柵外におけるブナ樹冠下の環境および土壌中の微生物相の違いを明らかにすることを目的とした。調査は熊本県あさぎり町の白髪岳山頂付近において、2005年より設置された防鹿柵内外で行った。柵内外のブナの個体周辺の環境を測定したところ、柵内のササ密度およびリター量は、柵外に比べて高かった。樹冠下の土壌DNAの解析の結果、真菌類のα多様性が柵内の方が有意に高く、β多様性は真菌類と細菌類ともに柵内外で有意な差があったが、機能性は真菌類と細菌類ともに柵内外で差がなかった。柵を設置することで、下層植生、土壌微生物の多様性を保全する効果がみられた一方で、柵外の土壌微生物の機能性は異なる種構成ながら維持されていることがわかった。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.134.0_660

CiNii Research

researchmap

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Ecological Research  

To clarify soil respiration (soil CO2 efflux, R-s) characteristics in a subtropical evergreen broad-leaved natural forest in Yambaru, Okinawa, Japan, we examined spatiotemporal variation in R-s and its determining factors. We then compared yearly R-s with the value in other forests. The spatial variation in R-s (coefficient of variation [CV] = 38.9%) was not significantly related to temperature or soil water content but was evidently dependent on ground surface litter coverage. R-s was greater in summer (ca. 7-10 mu mol m(-2) s(-1)), and its seasonal variation was exponentially related to soil temperature (Q(10) = 2.16). As a function of soil temperature, we estimated a yearly mean stand-scale R-s of 5.17 mu mol m(-2) s(-1), and a total carbon efflux from the soil of 1959 g C m(-2) year(-1) for 2014. Despite showing similar seasonal patterns as those in temporal forests, the R-s in this ecosystem is very high throughout the year, and the yearly value is much higher for natural mature forests. A mass balance approach suggests that the large amount of belowground carbon allocation of plants contributed to the high CO2 emissions from the soils.

DOI： 10.1111/1440-1703.12386

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：日本語   出版者・発行元：九州大学農学部附属演習林  

九州大学農学部附属演習林の北海道演習林（冷温帯性落葉広葉樹林），福岡演習林（暖温帯性常緑広葉樹林），宮崎演習林（温帯性落葉広葉樹林）の3箇所でスポットライトセンサス法により2017年から2022年までニホンジカの目撃頭数の変動を記録した。九州大学3演習林の内，北海道演習林では4km と3.5km のセンサスコース，福岡演習林では1.7km, と0.5km のセンサスコース，宮崎演習林では6.1km と2.8km のセンサスコースで調査を実施した。
The number of Sika deer was recorded in Ashoro Research Forest, Kasuya Research Forest and Shiiba Research Forest in the Kyushu University Forests. Ashoro Research Forest has a cool temperate deciduous forest, Kasuya Research Forest has a warm temperate evergreen forest and Shiiba Research Forest has a warm temperate deciduous forest. The spotlight census was conducted for five years from 2017 to 2022 at three locations in the Kyushu University Forests. In the three forests of the Kyushu University Forests, the census courses of the 4 km and the 3.5 km were used in Ashoro Research Forest, 1.7 km and 0.5 km in Kasuya Research Forest, and 6.1 km and 2.8 km in Shiiba Research Forest.

DOI： 10.15017/6786325

CiNii Books

CiNii Research

researchmap

記述言語：英語  

DOI： 10.1038/s10038-022-01094-1

Web of Science

PubMed

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Applied Soil Ecology  

Understory vegetation plays an important role in forest ecosystems by providing protection from soil physicochemical stresses or disturbance. Consequently, this type of vegetation may help maintain soil biodiversity and functions. However, the effects of understory degradation on soil faunal communities is not well understood. This study investigated the effects of the declining understory dwarf bamboo density in cool-temperate Japanese deciduous forests on the community composition of soil Collembola; by comparing partitioned community dissimilarity indices and trait components to detect the processes shaping community under understory degradation. For the species richness and diversity of Collembola community, unimodal quadratic model to dwarf bamboo density was selected as best model among all measured environmental properties, whereas, for Collembola abundance, linear negative relationship to dwarf bamboo density was selected as best model. For Collembola trait compositions, dwarf bamboo density model was not selected, although those of soil C and hardness were selected. The nestedness component in community dissimilarity increased with greater dwarf bamboo density differences between plots, whereas the replacement component was not significant. This suggests that the decreasing dwarf bamboo density might induce reduced niche space of whole Collembola community. In the range of mid to high density of dwarf bamboo, the higher density of dwarf bamboo declined the species diversity of the Collembola community, whereas the abundance still increased, probably because of the competitive exclusion by the dominant Folsomia octoculata under less disturbed habitat condition in high understory and litter coverage. Our results implied that the changes in the abundance and species diversity of Collembola community to understory density gradient were controlled both by abiotic niche reduction and biotic competitive exclusion without life-form trait selection.

DOI： 10.1016/j.apsoil.2022.104606

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Ecological Research  

Dead organic matter (DOM), which consists of leaf litter, fine woody debris (FWD; <3 cm diameter), downed coarse woody debris (CWDlog), and standing or suspended coarse woody debris (CWDsnag), contributes to forest carbon cycling; however, few studies have considered effects of differences in DOM types on the stand-scale estimates of carbon stocks of necromass and CO2 efflux (R-stand). This study investigated characteristics of necromass and R-stand in a subtropical forest in Okinawa Island, Japan, to quantify the effect of DOM type on total necromass, total R-stand, and estimate error of total necromass and R-stand. The CWDsnag accounted for the highest proportion (54%) of total necromass (1499.7 g C m(-2)), followed by CWDlog (24%), FWD (11%), and leaf litter (11%). Leaf litter accounted for the highest proportion (37%) of total R-stand (340.6 g C m(-2) year(-1)), followed by CWDsnag (25%), CWDlog (20%), and FWD (17%). The CWDsnag was distributed locally with 173% coefficient of variation for necromass, which was twofold higher than those of leaf litter and FWD (72%-73%). The potential error in CWD accounted for 99% and 79% estimate error for total necromass and R-stand, respectively. For the estimates of CWDsnag and CWDlog necromass with the estimates error of <10% in this study area, sampling areas of >= 28,750 m(2) and >= 2058-42,875 m(2), respectively, were required. Our results showed that CWD considerably contributed to stand-scale carbon stocks and efflux among aboveground DOM in this forest, resulting in a major source of errors in the stand-scale estimates.

DOI： 10.1111/1440-1703.12317

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：英語  

DOI： 10.1186/s13256-022-03552-y

Web of Science

PubMed

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Ecosphere  

The occurrence of extreme warm events and early snowmelt is predicted to increase in high-latitude ecosystems, even during periods of time when there is no coincident reduction in total precipitation. However, because extreme events like these occur unpredictably, little is known about how advancing snowmelt by a single extreme warm event, without a reduction in precipitation amount, influences overstory trees and understory vegetation simultaneously in an ecosystem. We conducted a warming experiment (four 20 x 20 m plots) in temperate forests of Japan to determine the effects of earlier snowmelt on both understory dwarf bamboo plants and overstory birch trees. Our experimental treatment advanced snowmelt by about 10 days and increased soil temperatures that were associated with increased rates of soil nitrogen (N) mineralization and nitrification. Furthermore, these changes led to lower C:N ratios of leaves together with the greater growth of understory bamboo vegetation, with no changes in leaf C:N or growth rates of overstory birch trees. Together, our results demonstrate that advancing snowmelt by an extreme warm event in temperate forests is likely to affect N cycling and will benefit understory vegetation without a commensurate change in overstory vegetation, likely due to the increase in available soil N. These results also demonstrate that with the projected increase in the frequency of extreme warm events and advanced snowmelt, understory vegetation is likely to benefit more than overstory trees in Japanese temperate forests with heavy snow.

DOI： 10.1002/ecs2.4182

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：英語   出版者・発行元：日本森林学会  

<p>近年、地球温暖化が大きな課題となっており、その解決策の１つとして植物による炭素隔離が挙げられている。他の樹種よりも成長が速いモウソウチク林に期待が寄せられている一方で、竹林活用するための科学的根拠は十分ではない。竹林の炭素吸収機能を定量評価するためには、林分スケールで地上部だけではなく地下部のバイオマス動態を理解する必要がある。地下部のバイオマス動態を評価する方法はいくつか提案されている。その中でもスキャナー法は、攪乱は大きいが低コストで測定範囲が広く、かつ多地点での長期観察が可能であるため、森林群落を対象とした根系動態を計測する手法として適当あると考える。そこで、地下部のバイオマス動態の解明のためにスキャナー法を用いて、九州大学演習林内の斜面上に生育するモウソウチク林において、細根と粗根の成長・分解枯死量の季節変化とその要因を明らかにする。具体的には、竹林の斜面下部と上部それぞれ5地点でスキャナー画像を毎月撮影し、細根と粗根の成長・分解枯死の季節変化パターンの5地点間の差異、斜面上部と下部におけるそれらの差異を検討する。また、それらの季節変化と環境要因(地温・土壌水分)の関係も検討する。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.133.0_520

CiNii Research

記述言語：英語   出版者・発行元：日本森林学会  

<p>現在日本では、人工林の管理不足やシカ食害により、下層植生が衰退し、土壌侵食が進行している森林がある。森林での土壌侵食は、土砂災害発生の要因となるだけでなく、森林・河川生態系にも影響を与える可能性がある。土壌侵食の研究は数多く行われているが、その多くは、土砂受け箱などを用いて土壌侵食量を計測するものであった。これらは、土壌侵食量を定量的に評価することは可能であるが、空間的ばらつきは評価できない。そこで新たなアプローチとして、UAVによる空撮画像から三次元モデルを構築し、土壌の侵食と堆積の面的評価が可能かどうかを検証した。2021年7、9、11月に、シカ食害の進行した九州大学宮崎演習林において林内でUAVによる空撮を行い、SfM-MVS技術を用いて林床地形の点群データを作成した。また、9、11月では、地上レーザーによる点群データ作成を行い、UAVから得られた点群データと比較した。その結果、同時期に作成したUAV点群と地上レーザー点群はほぼ一致した。また、異なる時期に作成したUAV点群を比較したところ、土壌侵食が起こっていると考えられる場所では、データからも土壌侵食が見て取れた。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.133.0_522

CiNii Research

researchmap

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Trees - Structure and Function  

Key message As the estimated parameters differed across samples, even from the same site, sample-based calibration is the recommended procedure. A trait-based approach (i.e., the use of structural parameters of the trees) would be an alternative procedure. The thermal dissipation method (TDM) is widely used for estimating transpiration by individual trees or stands. Although the importance of TDM calibration experiments is widely recognized, there is still no consensus on whether the calibration should be undertaken in practice for each species, site, or tree sample. The primary reason is that intraspecific variations in the fitting parameters have not been well examined in multiple sites. To address this, we performed TDM calibration experiments using 24 Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa samples collected from six regions in Japan and Taiwan. The sap flux density (F-d) based on the original TDM parameters was underestimated for most samples. Using a common set of parameters for 21 samples reduced the systematic underestimation. In addition, root mean square error (RMSE) was reduced by 44%. Site- and sample-based calibration reduced the RMSE by 69% and 75%, respectively. The estimated parameters for the samples varied, even among samples obtained from the same site. The recommended procedure is to obtain sample-specific parameters by performing a calibration experiment after measuring F-d under the target conditions. An alternative procedure is to use the parameters for other trees of the same species at the same site. Further, we discovered that one of the two parameters determined for each sample significantly correlated with the diameter/age ratio and height of the corresponding tree. A trait-based approach for predicting calibration parameters based on associated tree features allows the parameters to be determined without the need for calibration experiments.

DOI： 10.1007/s00468-022-02283-3

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Frontiers in Forests and Global Change  

Compared to trees, little is known about the respiratory characteristics of bamboo, especially culm respiration. In this study, we measured the respiration rates of current year, 2, 3, and above 4-year-old Moso bamboo (Phyllostachys pubescens) culms and examined its relation to culm morphology and anatomical structure. Current year culms had substantially higher respiration rates (1.9 ± 0.46 μmol m^–2 s^–1) compared to older culms (2, 3, and above 4-year-old average: 0.17 ± 0.09 μmol m^–2 s^–1). Culm wood density increased with age, with the concurrent thickening of parenchyma cell walls in the culm tissue. Nitrogen content in the culm tissue decreased with culm age. Both culm wood density and nitrogen content had significant relationships with culm respiration rate. On the other hand, culm height, wall thickness, and circumference did not affect culm respiration rate. Although bamboo culms did not change in size through the year, anatomical changes in the culm tissue that accompanied the aging of a culm affected the respiration. The culm age would have a significant effect on the evaluation of the respiratory characteristics of the bamboo forest. Our results suggested that young culms required a large amount of respiration to grow “inward” as cell wall thickening and also to maintain the relatively large amount of active tissue.

DOI： 10.3389/ffgc.2022.868732

Web of Science

Scopus

researchmap

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：PLoS ONE  

Exudation by fine roots generally varies with their morphological traits, but the effect of belowground resource availability on the root exudation via root morphological traits and biomass remains unknown. We aimed to determine the effects of morphological and physiological traits on root exudation rates and to estimate stand-scale exudation (Estand) by measuring the mass, length, and surface area of fine roots in a Moso bamboo forest. We measured root exudation as well as morphological and physiological traits in upper and lower plots on a slope with different belowground resource availability. The mean (± S.D.) root exudation rates per mass in the upper and lower slope were 0.049 ± 0.047 and 0.040 ± 0.059 mg C g-1 h-1, respectively, which were in the range of exudation found in woody forest ecosystems. We observed significant relationships between root exudation per mass and root respiration, as well as specific root length and surface area. In contrast, exudation per length and area did not correlate with morphological traits. The morphological traits did not differ between slope positions, resulting in no significant difference in root exudation per mass. Fine root biomass, length, and surface area on a unit ground basis were much higher in the lower than those in the upper slope positions. Estand was higher when estimated by mass than by length and area because the morphological effect on exudation was ignored when scaled using mass. Estand was 1.4-2.0-fold higher in the lower than that in upper slope positions, suggesting that the scaling parameters of mass, length, and area determined the Estand estimate more than the exudation rate per mass, length, and area. Regardless of scaling, Estand was much higher in the Moso bamboo forest than in other forest ecosystems because of a large fine-root biomass.

DOI： 10.1371/journal.pone.0266131

Web of Science

Scopus

PubMed

researchmap

記述言語：日本語   出版者・発行元：九州大学農学部附属演習林  

九州大学農学部附属演習林宮崎演習林において，カシノナガキクイムシ（以下カシナガ）が媒介するブナ科樹木萎凋病（ナラ枯れ）の初年度被害状況を調査した。演習林内のブナ属を除いたブナ科樹木の18％がカシナガの被害を受けていた。樹種ごとの本数被害率はマテバシイが最も高かったが，被害木の枯死率はミズナラが最も高く，今後の森林生態系の著しい変化が懸念された。樹種ごと，樹木のDBHクラスごとの被害率の違いから，カシナガが樹種や樹木サイズを選別している可能性が示唆された。地理的には演習林の南側からカシナガが北上している可能性があり，まだ被害を受けていない北側の林分の今後の経過観察や，被害防除手法の検討・被害収束後の植生回復などに向けた取り組みが必要である。

DOI： 10.15017/4776865

CiNii Books

CiNii Research

J-GLOBAL

researchmap

記述言語：日本語   出版者・発行元：九州大学農学部附属演習林  

九州大学早良実習場（現早良保全緑地）では，長期間にわたって気象観測を実施し，1950年6月から2020年6月までの観測データが保存されている。これらのデータは演習林が発行する機関誌で公表されてきたが，長期の気象データとして統合されていなかった。また，一部のデータは公表されず，全ての観測期間をとおしてデータの内容や取得状況についても把握できていなかった。そこで，本報告ではこれまで散逸して保存されていた気象データ（気温と降水量）を月単位で整理統合しデータセットを構築した。また，近隣の福岡気象台における気象データと比較し，今回構築したデータセットを検証した。気温と降水量は，観測期間初期（1970年代まで）において，年によって両者の関係が大きく変わり，測定誤差（人為ミスや機器の故障）や測定方法の変更が影響していると考えられた。

DOI： 10.15017/4776830

CiNii Books

CiNii Research

J-GLOBAL

researchmap

記述言語：日本語   出版者・発行元：九州大学農学部附属演習林  

九州大学宮崎演習林の三方岳団地では，ニホンジカの植生採食に伴い1980年台から土壌侵食が生じていると考えられる。しかし，本地域でこれまでに生じた土壌侵食の程度は明らかになっていない。土壌層の剥離に伴い土中から空中へ露出した樹木の根系（露出根）は，土壌侵食の程度を示す有用な痕跡である。本研究は三方岳団地で出現した露出根の分布や露出高さとその制御要因を明らかにすることを目的に行った。調査ではツガ，ウラジロガシ，ブナ，ミズナラ，ホオノキを対象に，土壌面から露出根までの垂直高さ（露出高）を計測した。また，樹高や林床のリター量などの要因と露出高の関係から樹木周りの土壌侵食の制御要因を検討した。調査地では調査木より斜面下方に露出根が出現する傾向があった。全樹種の露出高の最大値（最大露出高）は17.1 ± 6.5 cmで，樹種に関わらず樹高と正の相関関係があり（ピアソン相関係数：r＝0.35，p＝0.07），リター量と負の相関関係があった（r＝－0.35，p＝0.07）。以上から，本調査地では樹木周りの土壌侵食が空間的に不均一に発生し，また樹高が高く林床のリター量が少ない立木の周囲では強い土壌侵食が発生していると言えよう。

DOI： 10.15017/4776829

CiNii Books

CiNii Research

J-GLOBAL

researchmap

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：日本農業気象学会  

It is challenging to estimate isoprene emissions from plants and determine the basal isoprene emission rate (i.e., isoprene emission capacity under a specific light and leaf temperature) of plant species. Previous studies have investigated the effect of physiological factors on isoprene emission capacity; however, the effect of leaf morphology on isoprene emission capacity has seldom been mentioned. This study aims to clarify the relationship between the basal isoprene emission rate and leaf mass per area (LMA) of a woody bamboo (Phyllostachys pubescens). Since there was no observation of isoprene emission from low-LMA leaves of P. pubescens, we conducted measurements on culms exhibiting lower LMA (27.5-47.9 g m-2). By observing leaf-scale isoprene emission flux under a specific incident light (1000 μmol m-2 s-1) and temperature (30 °C) to represent basal isoprene emission fluxes, we found a series of varied area-based isoprene emission rate among leaves (1.4-32.2 nmol m-2 s-1) and a strong correlation between area-based isoprene emission rate and LMA without any distinction between culms. A further comparison with other studies demonstrated that even for the culms that exhibited larger LMA and isoprene emission flux, a generally consistent pattern in the relation of area-isoprene emission flux and LMA could be found across these sites. This result suggests the importance of detecting LMA in the determination of the basal isoprene emission rate, which can improve the current emission estimation method.

DOI： 10.2480/agrmet.D-21-00030

Web of Science

Scopus

CiNii Research

researchmap

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.agrformet.2021.108659

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Forest Research  

The responses of forest production and nitrogen (N) utilization to belowground resource availability may be stronger in Moso bamboo forests than in woody forests because the former have higher N and water demands than the latter. The aim of this study was to clarify the different effects of mountain slope-induced belowground resource limitation on forest production between a Moso bamboo forest and a Japanese cedar forest. We compared the changes in biomass, net primary production, net primary production allocation, N utilization, N content per organ, and N use efficiency in response to soil resource availability at five different slope positions in each forest type. In the bamboo forest, the aboveground net primary production decreased upslope and the belowground net primary production allocation increased with decreasing upslope soil water availability. In contrast, leaf N content of the bamboo forest increased upslope, and N use efficiency decreased upslope with an increasing upslope soil N mineralization rate. Although a greater N use efficiency has often been reported at higher slope positions due to lower N availability, this phenomenon was observed at lower slope position in the bamboo forest. The soil N supply might exceed the soil N demand at higher slope positions, resulting in lower N use efficiency. The responses observed in the bamboo forest were absent in the Japanese cedar forest. The higher demand for belowground resources and environmental plasticity explained the higher productivity of the bamboo forest.

DOI： 10.1080/13416979.2021.1965280

Web of Science

Scopus

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（大学，研究機関等紀要）  

リポジトリ公開URL： http://hdl.handle.net/2324/4377828

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（大学，研究機関等紀要）  

DOI： 10.15017/4377826

リポジトリ公開URL： http://hdl.handle.net/2324/4377826

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.3390/f11111227

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1080/13416979.2020.1759884

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（大学，研究機関等紀要）  

リポジトリ公開URL： http://hdl.handle.net/2324/3051274

記述言語：その他  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/treephys/tpz143

記述言語：英語  

DOI： 10.1093/treephys/tpz143

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s11104-019-04203-w

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s11104-019-04203-w

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/treephys/tpz022

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s11104-018-03929-3

記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.3390/f10010036

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/treephys/tpy124

記述言語：日本語  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.2480/agrmet.D-17-00019

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/treephys/tpy124

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1002/eco.1709

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s10310-016-0532-7

記述言語：英語  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.agrformet.2016.01.140

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s11270-015-2701-2

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/treephys/tpu041

記述言語：日本語  

記述言語：英語  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s10265-012-0544-0

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1111/j.1744-7429.2012.00907.x

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.agrformet.2009.05.007

記述言語：英語  

DOI： 10.1016/j.agrformet.2007.04.014

記述言語：英語  

記述言語：英語  

開催年月日： 2022年5月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：福岡市（   国名：日本国  

開催年月日： 2022年5月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：福岡市（オンライン）   国名：日本国  

開催年月日： 2022年5月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：福岡市（オンライン）   国名：日本国  

開催年月日： 2022年5月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：福岡市（オンライン）   国名：日本国  

開催年月日： 2020年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：名古屋市名城大学   国名：日本国  

開催年月日： 2020年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：名古屋市名城大学   国名：日本国  

開催年月日： 2020年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：名古屋市名城大学   国名：日本国  

開催年月日： 2019年5月

記述言語：日本語  

開催地：神戸市   国名：日本国  

開催年月日： 2019年5月

記述言語：日本語  

開催地：神戸市   国名：日本国  

開催年月日： 2019年5月

記述言語：日本語  

国名：日本国  

開催年月日： 2019年5月

記述言語：日本語  

国名：日本国  

開催年月日： 2019年5月

記述言語：日本語  

国名：日本国  

開催年月日： 2019年5月

記述言語：英語  

国名：日本国  

開催年月日： 2019年5月

記述言語：日本語  

開催地：新潟朱鷺メッセ   国名：日本国  

開催年月日： 2019年5月

記述言語：日本語  

開催地：新潟朱鷺メッセ   国名：日本国  

開催地：松山市  

開催地：大阪市  

開催地：札幌市  

国名：アメリカ合衆国  

開催地：東京都  

国名：アメリカ合衆国  

開催地：松山市  

開催地：盛岡市  

開催地：福岡市  

開催地：さいたま市  

開催地：さいたま市  

国名：その他  

国名：その他  

開催地：鹿児島市  

開催地：札幌市  

開催地：仙台市  

開催地：仙台市  

開催地：藤沢市  

開催地：名古屋市  

開催地：札幌市  

国名：オーストリア共和国  

国名：オーストリア共和国  

国名：オーストリア共和国  

国名：オーストリア共和国  

開催地：名古屋市  

開催地：東京都  

開催地：東京都  

開催地：東京都  

開催地：鹿児島市  

開催地：鹿児島市  

開催地：鹿児島市  

開催地：札幌市  

開催地：札幌市  

開催地：札幌市  

開催地：高知市  

記述言語：英語  

国名：日本国  

九州ではシカの採食が下層植生の減少、不嗜好性樹種の増加、上層木の枯死等、森林の植生構造を変化させており、炭素量を減少させる可能性がある。本研究は九州大学宮崎演習林で採食の軽度な林分（LG）と過度な林分（HG）の炭素量（上層木、下層植生、落葉、落枝、枯死木、細根）を比較した。HGは下層植生の無い林分（HG-nu）、不嗜好性低木の優占林（HG-ud）、ギャップ地（HG-gap）に分けた。総炭素量はLG（13423.7 g C m-2）、HG-nu（12246.8）、HG-ud（6005.0）、HG-gap（5128.7）の順に大きかった。これは主に上層木の炭素量の差に起因し、HG-ud（5118.2 g C m-2）とHG-gap（2028.9）の値は、LG（10771.4）より50％以上少なかった。下層植生の炭素量はHG（3.5～81.1 g C m-2）がLG（634.5）より83％以上少なかった。また、落葉，落枝の炭素量はHG（計186.1～372.1 g C m-2）がLG（535.4）より31％以上少なかった。落葉，落枝量は上層木・下層植生の量と正の相関があった。枯死木と細根の炭素量はHG-gapを除き処理間で差は無かった。以上から、シカによる植生変化は、植物バイオマスの損失とそれに続く微細枯死物の減少に起因する地上部炭素量の低下を引き起こした。

記述言語：英語  

国名：日本国  

九州山地では、シカによる食害で下層植生が消失し、その後の激しい土壌の露出と侵食が引き起こることにより、土壌生態系が劣化する可能性がある。土壌生態系衰退の防止や生物多様性の維持には防鹿柵の設置が効果的であるが、土壌中の微生物（真菌類と細菌類）の多様性や機能性がどの程度維持されているかについてはわかっていない。そこで本研究は、ササが繁茂する柵内とササが消失した柵外におけるブナ樹冠下の環境および土壌中の微生物相の違いを明らかにすることを目的とした。調査は熊本県あさぎり町の白髪岳山頂付近において、2005年より設置された防鹿柵内外で行った。柵内外のブナの個体周辺の環境を測定したところ、柵内のササ密度およびリター量は、柵外に比べて高かった。樹冠下の土壌DNAの解析の結果、真菌類のα多様性が柵内の方が有意に高く、β多様性は真菌類と細菌類ともに柵内外で有意な差があったが、機能性は真菌類と細菌類ともに柵内外で差がなかった。柵を設置することで、下層植生、土壌微生物の多様性を保全する効果がみられた一方で、柵外の土壌微生物の機能性は異なる種構成ながら維持されていることがわかった。

開催地：神戸市  

開催地：神戸市  

開催地：東京都  

開催地：東京都  

開催地：東京都  

開催地：東京都  

J-GLOBAL

researchmap

J-GLOBAL

researchmap

J-GLOBAL

researchmap

J-GLOBAL

researchmap

J-GLOBAL

researchmap

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：英語  

<S3-1> Carbon allocation of tropical rainforest in Lambir, Borneo

記述言語：日本語  

DOI： 10.11519/jfsc.127.0_406

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

御手洗水試験流域は、福岡県糟屋郡篠栗町の九州大学農学部附属演習林内に設置されており、2003年以降、流量および気象データが継続的に観測されている。本試験流域の地質は三郡変成岩類中層部の緑色片岩と北部九州に分布する三郡変成岩帯に部分的に含まれる蛇紋岩である。本試験地はヒノキ人工林および常緑・落葉の混交二次林で覆われており、ヒノキ人工林では2012年1月～3月にかけて本数間伐率50&#37;の強度間伐が行われた。本試験流域の観測結果は2003年から2007年の5年分についてはすでに公開されており、本報告は間伐後の1年間を含む2008年から2012年の日単位の流量データ、気象データを取りまとめたものである。

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

DOI： 10.11519/jfsc.124.0.761.0

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：4

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：6

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：4

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：3

対象： 社会人・一般,　学術団体,　企業,　市民団体,　行政機関

種別：講演会