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菱 拓雄(ひし たくお) データ更新日:2020.04.01

准教授 /  農学研究院 環境農学部門 森林環境科学


主な研究テーマ
下層植生の消失が森林生態系の機能におよぼす影響の評価
キーワード:植物土壌相互作用系、微生物群集、土壌動物群集、植物生産量、シカ
2013.06~2020.03.
気候、地形、植生の変化に対する土壌動物の種、機能的、系統的多様性の維持機構の解明
キーワード:群集生態学、生物多様性、土壌動物,トビムシ, 生態系機能, 環境変動
2008.04~2018.03.
樹木細根からみた樹木の地下部における資源獲得戦略
キーワード:樹木細根系、根系形態
2007.04~2015.03.
気候変動に伴う積雪環境の変化がもたらす土壌の凍結融解プロセスの違いが森林の窒素循環に与える影響
キーワード:窒素循環、土壌凍結、全国比較、積雪環境
2010.04~2012.03.
従事しているプロジェクト研究
iSBio–international soil biogeography consortium
2018.01~2019.01, 代表者:Nico Eisenhauer, iDiv (Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung), iDiv(ドイツ)
understand the macro-ecological patterns related to soil biodiversity and ecosystem function relations.
Global decomposition initiative
2016.04~2019.12, 代表者:Ika Djukic, Environment Agency Austria
The focus is on the litter contribution to C-losses and C-storage and their main drivers at the present and predicted climate change worldwide using tea-bag method..
CELLDEX- CELLulose Decomposition EXperiment in streams and riparian zones across the Earth's major biomes
2015.09~2015.12, 代表者:Schott Tieg, Oakland University, United States
1) Compare organic-matter decomposition in the streams and riparian zones of the Earth’s major biomes using a standard assay.
2) Quantify the changes in the nutrient content and stoichiometry of the cellulose fabric that may occur during decomposition across biomes.
3) Establish global baseline data to track changes to this fundamental ecosystem process in riverine habitats in the context of environmental change..
研究業績
主要著書
1. 石井弘明、石丸香苗、榎木勉、大園享司、長田典之、河村耕史、木庭啓介、小山里奈、杉浦真治、舘野隆之輔、名波哲、菱拓雄、廣部宗、保原達、森章, 森林生態学(第4章 森林土壌と分解系), pp. 84-100, 2019.04.
2. 金子信博(編), 土壌生態学, 朝倉書店, S.10 森林管理と土壌生態系, 2018.08, [URL].
3. 菱 拓雄, 森林土壌に生息する土壌動物. 森林科学シリーズ7. 森林と土壌 柴田英昭 編. pp.107-150., 共立出版, 2018.03.
4. 森林立地学会編, 森のバランス, 東海大学出版,  第15章 分解者 pp.174-186., 2012.04.
5. 北方森林学会編, 北海道の森林, 北海道新聞社,  森林と土壌動物 pp.190-195., 2011.12.
主要原著論文
1. Takuo Hishi, Saori Fujii, Seikoh Saitoh, Tomohiro Yoshida, Motohiro Hasegawa, Taxonomy, distribution and trait data sets of Japanese Collembola, Ecological Research, 10.1111/1440-1703.12022, 34, 4, 444-445, 2019.07, [URL].
2. Yuka Maeda, Naoaki Tashiro, Tsutomu Enoki, Rieko Urakawa, Takuo Hishi (Corresponding Author), Effects of species replacement on the relationship between net primary production and soil nitrogen availability along a topographical gradient
Comparison of belowground allocation and nitrogen use efficiency between natural forests and plantations, Forest Ecology and Management, 10.1016/j.foreco.2018.03.046, 422, 214-222, 2018.08, [URL].
3. 大津 洋暁, 菱 拓雄, 田代 直明, 井上 幸子, 長 慶一郎, 緒方 健人, 馬渕 哲也, 榎木勉, 北海道東部のミズナラ造林地における土壌の炭素および窒素の蓄積様式—連続した0〜40年生林分を用いた解析, 九州大学演習林報告, 96, 1-15, 2015.03.
4. Takuo Hishi, Naoaki Tashiro, Yuka Maeda, Sachiko Inoue, Kei-ichiro Cho, Kouhei Yamauchi, Takehito Ogata, Tetsuya Mabuchi, Soil depth distribution in soil and the patterns of alpha- and beta-diversity of families of soil Collembola in cool-temperate deciduous natural forests and larch plantations of northern Japan., Edaphologia, 91, 9-20, 2012.12.
5. 長, 慶一郎; 原, 秀穂; 菱, 拓雄; 田代, 直明; 馬渕, 哲也; 井上, 幸子; 山内, 康平; 緒方, 健人; 古賀, 信也, カラマツ林における風倒木放置が残存立木のカラマツヤツパキクイムシ被害に与える影響, 九州大学農学部演習林報告, 93, 6-11, 2012.03, [URL].
6. Seikoh Saitoh, Takuo Hishi, Akinori Yamada, Nobuhiro Kaneko, Hiroshi Takeda, Impact of deer overabundance on oribatid mite communities in a cool temperate forest ecosystem. , Edaphologia, 87, 21-31, 2010.12.
7. 菱拓雄, 前田由香, 田代直明, 九州大学北海道演習林の天然落葉広葉樹林およびカラマツ人工林における斜面方位に着目した土壌と大型土壌動物の特徴, 九州大学演習林報告, 91, 7-14, 2010.03, [URL].
8. 前田由香, 菱拓雄, 田代直明, 馬渕哲也,井上幸子,長慶一郎,山内康平,緒方健人,久米篤, 九州大学北海道演習林のカラマツ人工林および落葉広葉樹天然林における斜面方位と斜面上の位置の違いによる植生の特徴, 九州大学演習林報告, 91, 1-6, 2010.03, [URL].
9. 菱拓雄,池崎翔子,榎木勉, 福岡県御手洗水流域ヒノキ不成績人工林における下層植生の違いがササラダニの種多様性に与える影響, Edaphologia, 84, 11-20, 2009.03, [URL].
10. Takuo Hishi, Heterogeneity of individual roots within the fine root architecture
Causal links between physiological and ecosystem functions, Journal of Forest Research, 10.1007/s10310-006-0260-5, 12, 2, 126-133, 2007.04, [URL], This review covers the heterogeneity in functions within the fine root architecture in order to clarify the multiple functions of fine roots. Many fine root characteristics, such as anatomy, physiology, morphology, and their consequences for the ecosystem, differ among root ages and ontogenetic branching hierarchies. Individual root age can be characterized by tissue development, with the main tissues developing from primary to secondary tissues. The physiological characteristics of individual roots, such as absorptivity and respiration rates, decrease with increasing branching order, mainly because of aging and tissue development. The C/N ratio and lignin and suberin contents also increase with branching order because of root aging. Morphological characteristics, such as diameter and specific root length, differ among root orders because of both aging and ontogenetic differences. The mortality of individual roots differs among branching orders and root diameters. The life cycles of roots in the fine root architecture, that is, ephemeral and perennial, indicate ontogenetic differences in functions and demographic traits, similar to those for leaves and branches in shoots. In addition, differences in individual root life cycles may affect the root chemical composition, in turn, affecting the decomposition rate. Future studies should seek to identify heterorhizic units in mortality related to anatomical, physiological, and morphological differences for various species. The decomposition processes of each mortality unit within the fine root architecture are also important in understanding the link between physiological and ecosystem functions..
11. Takuo Hishi, Hiroshi Takeda, Dynamics of heterorhizic root systems
Protoxylem groups within the fine-root system of Chamaecyparis obtusa, New Phytologist, 10.1111/j.1469-8137.2005.01418.x, 167, 2, 509-521, 2005.08, [URL], • To understand the physiology of fine-root functions in relation to soil organic sources, the heterogeneity of individual root functions within a fine-root system requires investigation. Here the heterogeneous dynamics within fine-root systems are reported. • The fine roots of Chamaecyparis obtusa were sampled using a sequential ingrowth core method over 2 yr. After color categorization, roots were classified into protoxylem groups from anatomical observations. • The root lengths with diarch and triarch groups fluctuated seasonally, whereas the tetrarch root length increased. The percentage of secondary root mortality to total mortality increased with increasing amounts of protoxylem. The carbon : nitrogen ratio indicated that the decomposability of primary roots might be greater than that of secondary roots. The position of diarch roots was mostly apical, whereas tetrarch roots tended to be distributed in basal positions within the root architecture. • We demonstrate the heterogeneous dynamics within a fine-root system of C. obtusa. Fine-root heterogeneity should affect soil C dynamics. This heterogeneity is determined by the branching position within the root architecture..
12. Takuo Hishi, Muneto Hirobe, Ryunosuke Tateno, Hiroshi Takeda, Spatial and temporal patterns of water-extractable organic carbon (WEOC) of surface mineral soil in a cool temperate forest ecosystem, Soil Biology and Biochemistry, 10.1016/j.soilbio.2004.04.030, 36, 11, 1731-1737, 2004.11, [URL], Water-extractable organic carbon (WEOC) drives the C and N cycles in forest ecosystems via microbial activity. However, few studies have considered both then spatial and temporal patterns of WEOC in forest soils. We investigated the spatial and temporal variation in WEOC along a topographic sequence in a cool temperate deciduous forest. The concentrations of WEOC, carbohydrates, total phenols, and other organics were 126±51, 40±15, 1.5±0.5 and 85±43 mg Ckg dry soil-1, respectively. Carbohydrates and phenols accounted for 33±11 and 1.5±1.0% of WEOC, respectively. The effect of season on the WEOC concentration was stronger than that of slope position the growing season, although most of the soil properties varied markedly with slope position. The concentration of carbohydrates in WEOC showed similar seasonal patterns across slope positions. The carbohydrate concentration peaked in May and August. The results suggest that carbohydrates are controlled by the recent production of C, rather than by organic C that has accumulated in soil..
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 長谷川 元洋, 藤井 佐織, 金田 哲, 池田 紘士, 菱 拓雄, 兵藤 不二夫, 小林 真, 土壌動物をめぐる生態学的研究の最近の進歩, 日本生態学会誌 67: 95-118, (査読あり), 2017.07, 土壌動物の生態学的研究における近年のトピックとして、地球環境変動などの撹乱を視野に入れた土壌動物の分
解過程や炭素動態に与える影響の評価、群集生態学における進化的アプローチ、安定同位体解析や新たな形質をベース
とした手法の導入、生態系の地上部と地下部の連携の詳細なプロセスの実験的検証などがあげられる。本総説では、こ
れらに関連する次の6 つのトピック、分解における土壌動物の機能、ミミズの炭素隔離、ミミズの群集形成プロセス、
トビムシにおける形質ベースアプローチ、安定同位体を用いた土壌動物の食性解析、土壌動物が植物に及ぼす影響につ
いて近年の研究成果をレビューした。.
2. 佐々木寛和, 菱 拓雄, 椎葉の生き物77:スギタケモドキ, 広報しいば, 2017.07.
3. 長慶一郎, 菱 拓雄, 椎葉の生き物75:ミゾゴイ, 広報しいば, 2017.05.
4. 緒方健人, 菱 拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物73:アオゲラ」, 椎葉村広報, 2017.03.
5. 長慶一郎, 菱 拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物71:カワセミ」, 椎葉村広報, 2017.01.
6. 佐々木寛和, 菱 拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物69:ホコリタケ」, 2016.11.
7. 鍜治清弘, 菱 拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物67:オオセンチコガネ」, 椎葉村広報, 2016.09.
8. 山内康平, 菱 拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物65:オニヤンマ」, 2016.07.
9. 緒方健人, 菱 拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物63:カキドオシ」, 2016.05.
10. 長 慶一郎, 菱 拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物61:ソウシチョウ」, 2016.03.
11. 佐々木寛和, Takuo Hishi, 広報しいば「椎葉の生き物59: ウラジロ」, 広報しいば, 2015.01.
12. Takuo Hishi, Masako Dannoura, Ichirou Karahara, Recent advances in woody plant: Preface to a special issue in Plant Root, Plant Root 9: 68-69, 2015.01.
13. 長慶一郎, 菱拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物:56. クリシギゾウムシ」, 2015.10.
14. 緒方健人, 菱拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物:53. ニホンカナヘビ」, 2015.07.
15. 山内康平, 菱拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物:50. ヤマガラ」, 2015.04.
16. 鍜治清弘, 菱拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物:ホトケノザ」, 2015.01.
17. 椎葉康喜, 菱拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物:シマヘビ」, 2014.08.
18. 菱 拓雄, 九州大学のミズナラ人工林施行試験地, 北方林業, 2013.12.
19. 長慶一郎、菱拓雄, 広報しいば「椎葉の生き物」(20) マイタケ, 椎葉村, 2012.10, [URL].
20. 菱 拓雄, トビムシ群集と土壌生態系 トビムシ入門特集 昆虫と自然 47:13-16, 北隆館, 2012.12.
21. 菱 拓雄, 足寄自然探訪(77)トビムシによせて, 広報あしょろ, 2012.01, [URL].
22. 菱 拓雄, 足寄自然探訪(75)垂直分布, 足寄町, 2011.09.
23. 菱拓雄, 足寄自然探訪(73)ササが語るつもる話, 足寄町広報あしょろ, 2011.05.
24. 菱拓雄, 足寄自然探訪(71)「紅葉」, 広報あしょろ, 2011.01.
25. 菱拓雄, 足寄自然探訪(69)「根がもたらしたもの」, 広報あしょろ, 2010.09.
26. 菱 拓雄, 足寄自然探訪(67) 北向きの部屋をお願いします, 2010.05.
27. 菱 拓雄, 足寄自然探訪(65) 葉の寿命 , 広報あしょろ, No.681, 2010.01.
28. 菱拓雄, 足寄自然探訪(61) 土の生き物, 広報あしょろ, No.673, 2009.05.
29. 菱 拓雄, 足寄自然探訪(63) みみず, 広報あしょろ, No.677, 2009.09.
30. 小口理一, 菱拓雄, 谷友和, 斎藤隆実, 鍋島絵里, 植物の地上部と地下部のつながりを理解するために, 日本生態学会誌, 59:71-82, 2009.03.
31. 菱 拓雄, ヒノキからみた樹木細根系内の生活環における異質性と生態系機能. , 根の研究, 2006.03.
主要学会発表等
1. 菱拓雄, トビムシの愛すべき点はどこにあるのか(研究奨励賞受賞講演), 第42回日本土壌動物学会大会, 2019.05.
2. 菱拓雄、田代直明、前田由香、井上幸子、長慶一郎、山内康平、緒方健人、馬渕哲也、椎葉康喜、扇大輔、村田秀介、鍜冶清弘, 環境・空間条件によるトビムシ群集のサイズ選択の地域性, 第42回日本土壌動物学会大会, 2019.05.
3. 菱拓雄, トビムシ群集の種と機能的多様性に標高と植生が与える影響, 第66回日本生態学会大会, 2019.03.
4. 菱拓雄、前田由香、齋藤星耕、浦川梨恵子、兵藤不二夫, 環境傾度に対するトビムシの種と機能的多様性の決定機構〜土壌動物の高い多様性はどのように維持されているのか?, 第41回日本土壌動物学会大会, 2018.05.
5. 菱拓雄, 北海道内陸部における広葉樹リター分解に地形と樹種が与える影響, 第129回日本森林学会大会, 2018.03.
6. 菱拓雄、藤井沙織、齋藤星耕、吉田智弘、長谷川元洋, 全国スケールから地域土壌までのトビムシの形質間同調性の強さ, 第65回日本生態学会大会, 2018.03.
7. 菱拓雄、柴田英昭、舘野隆之輔, 除雪による土壌凍結がトビムシ群集の形質と機能的多様性に与える影響, 日本土壌動物学会第40回記念大会, 2017.05.
8. 菱 拓雄, 前田由香, 田代 直明, 榎木 勉, 土壌窒素と生産性の関係における天然林と人工林の違い 〜種交代が地下部生産量に与える影響 , 第128回日本森林学会大会, 2017.03.
9. Takuo Hishi, Yuka Maeda, Naoaki Tashiro, Maintenance of functional structure by species turnover of habitat groups under changes in topographic positions and forest types. , XIV International Colloquium on Apterygota, 2016.08.
10. 菱 拓雄, 舘野隆之介, 渡辺恒大, 柴田英昭, 冬季の積雪操作処理が成育期における土壌性トビムシの群集構造に与える影響, 日本森林学会, 2016.03.
11. 菱 拓雄, 森林土壌性トビムシの群集構造の特徴と今後の展望, 日本生態学会, 2016.03.
12. Takuo Hishi, Naoaki Tashiro, Yuka Maeda, Rieko Urakawa, Hideaki Shibata, Different allocation patterns of fine root biomass between understory dwarf bamboo and trees along with topographic sequence in natural broad-leaved forests and larch plantations., 6th International Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plants, 2014.09.
13. 菱拓雄、前田由香、田代直明、井上幸子、長慶一郎、山内康平、緒方健人、馬渕哲也, 十勝内陸部の落葉広葉樹林およびカラマツ人工林において斜面地形がトビムシの各分類群の多様性パターンに与える影響, 第34回日本土壌動物学会, 2011.05.
14. 菱拓雄、舘野隆之輔、藤巻玲路、福島慶太郎、伊藤正美、徳地直子, 林分の発達に伴う養分制限に対するスギ細根系の解剖特性、形態および菌根化率の変化, 日本森林学会, 2011.03.
15. 前田由香, 菱拓雄, 田代直明, 久米篤, 北方落葉樹林における斜面方位と樹木の窒素利用の関係, 第57回日本生態学会, 2010.03.
16. 菱拓雄, 前田由香, 田代直明, 道東の天然林およびカラマツ人工林で斜面方位が土壌特性とリターフォール量に与える影響, 第57回日本生態学会, 2010.03.
17. 菱拓雄・池崎翔子・榎木勉, 不成績人工林の下層植生が土壌小型節足動物群集の多様性に与える影響, 日本土壌動物学会, 2008.05.
18. 菱 拓雄, 樹木細根系の生理機能と生態系機能における異質性 〜根には葉と枝のような機能ユニットはあるのか?〜, 日本生態学会, 2008.03.
19. Takuo Hishi, Reiji Fujimaki, Ryunosuke Tateno, Keitaro Fukushima, Naoko Tokuchi, Chronological changes of a fine root cluster in anatomy, morphology and mycorrhizal infection in Cryptomeria japonica plantations., 4th international Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plants, 2007.09.
学会活動
所属学会名
日本生態学会
日本土壌動物学会
日本森林学会
根研究会
学協会役員等への就任
2018.05~2020.05, 日本土壌動物学会, 評議員.
2016.05~2020.05, 日本土壌動物学会, 幹事.
2014.01~2021.12, 日本根研究学会, 評議員.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2018.03.14~2018.03.18, 第65回日本生態学会大会, ポスター賞審査員.
2017.03.27~2017.03.27, 日本森林学会, 座長(Chairmanship).
2016.08.24~2016.08.26, XIV International Colloquium on Apterygota, Local Organizing Comittee.
2016.08.22~2016.08.26, XVII International Colloquium on Soil Zoology, Scientific Program, Local Organizing Comittee.
2014.09.08~2014.09.13, 6th International symposium on physiological processes in roots of woody plants, 運営委員.
2013.05.25~2013.05.26, 第36回日本土壌動物学会大会, 大会実行委員.
2009.05~2009.05.08, 根研究会集会, 大会実行委員.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2014.09~2015.04, Plant Root (Special Issue: Recent trends in woody root biology ), 国際, 国際会議特集号編集長.
2012.05~2014.05, Edaphologia, 国内, 編集委員.
2009.09~2014.03, Journal of Forest Research, 国際, 編集委員.
2007.06~2009.12, Plant Root, 国際, 編集委員.
2006.01~2007.12, 根の研究, 国内, 編集委員.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2020年度      
2019年度      
2018年度    
2017年度    
2016年度    
2015年度      
2014年度    
2013年度      
2012年度      
2011年度      
2010年度 11      15 
2009年度      
2008年度      
2007年度    
2006年度      
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
University of Wales, University of Cardiff, L'institut National de la Recherche Agronomic, UnitedKingdom, France, 2007.09~2007.10.
受賞
日本土壌動物学会研究奨励賞, 日本土壌動物学会, 2019.05.
Ecological Research Award, The Ecological Society of Japan, 2016.03.
Ecological Research Award, The Ecological Society of Japan, 2007.03.
根研究会研究奨励賞, 根研究会, 2006.10.
第66回日本生態学会ポスター最優秀賞(吉田雅理、北山兼弘、菱拓雄、小野田雄介), 日本生態学会, 2019.03.
優秀ポスター賞, 日本土壌動物学会, 2011.05.
生態学会ポスター優秀賞(筆頭:前田由香(学生)), 日本生態学会, 2010.03.
生態学会ポスター優秀賞, 日本生態学会, 2002.03.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2019年度~2021年度, 基盤研究(C), 代表, 立地条件がトビムシ群集の生態系機能の温暖化応答に与える影響.
2018年度~2020年度, 基盤研究(B), 分担, 未利用木材の利用拡大に向けた新しい施業体系が森林の物質循環に与える影響評価.
2017年度~2020年度, 基盤研究(B), 分担, 大気窒素沈着が森林流域の窒素循環に与える感受性の地域性評価.
2017年度~2020年度, 基盤研究(B), 分担, 同位体から昆虫の機能形質を探る.
2013年度~2015年度, 基盤研究(A), 分担, 気候変動下における森林窒素循環の急激変化を生じるホットモーメントの解明.
2013年度~2015年度, 若手研究(B), 代表, 森林の下層植生が物質循環に与える影響と土壌動物群集による土壌機能評価法の開発.
2010年度~2012年度, 基盤研究(A), 分担, 気候変動による積雪変化が森林土壌の物質循環機能に及ぼす影響.
2007年度~2010年度, 基盤研究(B), 分担, 森林生態系の加齢に伴う窒素飽和現象の解明とPnET-CNモデルを用いた影響予測.
2007年度~2009年度, 若手研究(B), 代表, 立地選好性の違いによる地下部配分比と細根形態からみた森林樹木の養分獲得戦略.

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