担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Plant and Soil  

Purpose: Fine roots are an important source of soil organic matter (SOM); however, it is unclear whether the cation exchange capacity (CEC) of leaf-derived and root-derived organic matter is comparable. We previously found that in surface soils of Cryptomeria japonica stands with low acid buffering capacity (ABC), fine-root biomass and total carbon (TC) content were higher than in high-ABC soils, but the CEC of the two soil types was almost the same. This result was unexpected, because TC is generally related to CEC. This study aimed to clarify why CEC was not enhanced in the low-ABC soils. Methods: Surface soils at eleven C. japonica stands with contrasting ABCs were separated into different density fractions: light (LF, containing unstabilized SOM), middle (MF, containing stabilized SOM), and heavy (HF, mainly minerals). The C composition of LF, MF, and tree organs was investigated by solid-state 13C NMR analysis. Results: The carboxyl C content of MF, which had a significant positive correlation with CEC, did not differ significantly between the low- and high-ABC soils, even though the alkyl/O-alkyl ratio suggested more SOM decomposition in the low-ABC soils. This ratio had a significant negative correlation with soil pH (H2O) in both LF and MF and a positive correlation with fine-root biomass in MF. Furthermore, aromatic C was preferentially decomposed in the low-ABC soils. Conclusion: In the low-ABC soils, the increase of root litter input did not increase the carboxyl group content in MF, and thus did not increase its CEC, owing to increased SOM degradation.

DOI： 10.1007/s11104-022-05675-z

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

Tree resistance to uprooting can be estimated as the critical turning moment in tree-pulling experiments. The depth at the center point of rotation (Dcp) in tree-pulling experiments is measured as an indicator of below-ground traits and is related to this critical turning moment. However, few researchers have investigated the relationship between the Dcp and maximum root depth. Our objective in this study was to clarify whether the Dcp in tree-pulling experiments can be estimated as the maximum root depth of Pinus thunbergii Parl. in sandy soils. We also estimated which position of displacement of the center of rotation (Cp) can be applied as the Dcp. We conducted tree-pulling experiments, and compared the Dcp obtained from images with the measured maximum root depth. We found significant positive correlations between the Dcp and maximum root depth. The Cp displacement concentrated immediately below the stem when the maximum critical turning moment was reached. This position should be measured as the Dcp, which is related to the maximum root depth. We found that the Dcp can serve as a parameter, preventing the need for uprooting, when tree-pulling experiments are performed to obtain an important below-ground trait for understanding the critical turning moment.

DOI： 10.3390/f13091506

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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  

Archaea live in extreme environments and have been found in non-extreme environments in recent years. Although most studies have focused on the nitrification function of archaea in forest soils, few studies have focused on how archaea in rhizospheres are involved in nutrient absorption. To elucidate the archaeal community pattern inhabiting the fine roots of trees, we examined the taxonomic identity and community structure of archaea in Japanese cedars (Cryptomeria japonica). Root samples were collected from six C. japonica plantations in central Japan. DNA was separately extracted from the first- and third-order roots, and archaeal taxa were determined by the cloning method focusing on 16S rDNA. As a result, 90% of the sequences were classified as in the phylum Thaumarchaeota, with 1.1b and 1.1c groups in the phylum accounting for 65% and 25%, respectively. Archaeal community structures were significantly correlated with soil pH, but neither the root orders nor the plantation sites showed significant clustering. These results suggest that Thaumarchaeota is the dominant archaeal group in the fine roots of C. japonica, and community structures are affected by a proximate chemical factor of soil acidity.

DOI： 10.1080/13416979.2022.2108657

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）   出版者・発行元：森林立地学会  

DOI： 10.18922/jjfe.64.1_39

CiNii Research

記述言語：日本語   出版者・発行元：Plant and Soil  

Purpose: Clarification of root architecture is important for understanding tree root functions. 3D laser scanning reconstructs the 3D structure of root system with high accuracy, but the devices are large and expensive. The Structure-from-Motion with multi-view stereo-photogrammetry (SfM-MVS) method reconstructs the 3D structure of an object from multiple images. This method is suitable for field research because it acquires the 3D data with a commercially available digital camera. Our aim in this study was to test the applicability of the SfM-MVS method for morphological measurement of tree root systems. Methods: The 3D root system model was created using a dummy and three black pine (Pinus thunbergii) root systems. Image data were collected from the root systems using a camera and reconstructed using the free software, VisualSfM and MeshLab. We evaluated the accuracy of morphological data estimated from the 3D models by comparing them with real data obtained from manual measurements of the root systems. Results: The 3D reconstructions of the dummy and black pine root systems were successful. The root mean squared error values for the morphological features in the pine root systems ranged from 4 to 24%, which was sufficiently accurate for a successful 3D model. However, the RMSE values were larger than that of dummy root, ranging from 2 to 9%. Conclusion: The SfM-MVS method is a new tool, based on non-specialised equipment and free software, to obtain the 3D structure of tree root systems. The morphological features of it can be successfully measured from the reconstructed models.

DOI： 10.1007/s11104-022-05448-8

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Geoderma  

Forest soils that have accumulated anthropogenic sulfur (S) as a result of historical air pollution may gradually or suddenly release inorganic sulfate either by desorption of inorganic sulfate or by mineralization of organic S, even after mitigation of previous air pollution. The release of inorganic sulfate from soil to surface water leads directly to watershed acidification. Thus, whether the organic S compounds that have accumulated in soils are resistant to microbial activity, due to formation of organo-mineral complexes, is essential information for management of forest soil ecosystem services. A nationwide air pollution monitoring survey by the Japanese Ministry of the Environment identified acidification of both surface water and soil in the Lake Ijira watershed of central Japan, presumably sourced from the Chukyo Industrial Area which lies upwind of the watershed. We compared the amount of S accumulated in the Ijira soils (Dystrudepts) with that in comparable soils in other watersheds in central Japan that were less affected by industrial air pollution. To determine how much mineral-associated organic S had accumulated in the Ijira soils, we measured pyrophosphate- extractable S. We used high-resolution x-ray fluorescence (HRXRF) spectroscopy with a double-crystal type high energy resolution spectrometer to estimate the oxidation states of both mineral-associated and free organic S. We also measured S isotope compositions to explore S dynamics in the soils. We found that more S had accumulated in the Ijira soils than in the comparable soils from other watersheds in central Japan. Concentrations of total S in the Ijira soils varied among soil horizons, reaching more than 1000 mg S kg−1 in some horizons. Mineral-associated organic S accounted for more than half of the total accumulated S. High-resolution x-ray fluorescence spectrum analyses showed that mineral-associated organic S was retained at both high and low oxidation states. The δ34S values of total S in the deeper horizons tended to be higher than those of the uppermost horizons of the Ijira soils and correlated positively with concentrations of extractable Al and Fe oxides (which characterize pedogenic minerals). Our results suggest that about half of total accumulated S in Ijira soils is stabilized in pedogenic minerals and the remainder comprises free organic S and adsorbed inorganic sulfates. There might have been repetitive mobilization and immobilization of S and the degraded organic S might have greater affinity with pedogenic minerals. Further, the ratio of total C to mineral-associated organic S correlated negatively with concentrations of extractable Al and Fe oxides, suggesting that organic S is more resistant to mineralization than organic C because S is preferentially associated with the pedogenic minerals. Monitoring of the chemical states of S compounds in soils historically exposed to air pollution is recommended to assist in prediction of the fate of the S compounds that have accumulated in them.

DOI： 10.1016/j.geoderma.2021.115544

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Plant and Soil  

Aim: Ground-penetrating radar (GPR) has been used for estimating root biomass, estimating pull-out resistance force of roots, and reconstructing root system architecture. Although GPR can estimate the diameter of a single root, it has not yet been verified whether it can successfully estimate the diameters of adjacent roots or whether rock fragments occurring in the soil matrix can be misidentified as roots. This study aimed to (1) evaluate the visual properties of GPR images of root bundles and rock fragments, and (2) clarify whether they have the potential to create non-negligible errors in GPR surveys. Methods: Root bundle samples buried in a sandy soil bed were scanned using 900 MHz and 1500 MHz antennas. Sole roots of Cryptomeria japonica and rock fragments in the bed were also scanned. Results: A bundle of root formed one hyperbola with an apex in the radar profile, like a sole root. However, the contrast of the hyperbolas was weak and GPR indices relating to diameter were reduced compared to those of the comparably sized sole root. Stones did not form clear images, but boulders were faintly visible with non-negligible GPR indices. Conclusions: For evaluation of root biomass, adjacent roots had the potential to lead to significant errors. Similarly, in reconstructions of root system architecture, adjacent roots might lead to incorrect modelling of root point connections, because of incorrect diameters. For pull-out resistance force, adjacent roots could lead to only underestimation, i.e., safe-side error. Misidentification of rock fragments as roots depends on their sizes.

DOI： 10.1007/s11104-021-05116-3

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Plant and Soil  

Aims: Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are intimately associated with fine roots and are involved in nutrient acquisition. However, little information is available on the links between roots of individual orders and fungus colonization and community structure. Our aim was to elucidate AM fungal communities in the fine root systems of the temperate coniferous tree species, Cryptomeria japonica (Cupressaceae). Methods: We characterized the morphological traits of AM fungi microscopically and determined the community structure of AM fungi using metabarcoding with an Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM) focusing on lower-order roots from first to third order roots. Results: Paris-type and Arum-type AM morphologies were both generally more prevalent on first-order roots than on second- or third-order roots, but the colonization rates by the Paris type were higher than those by the Arum type. We found a total of 48 fungal operational taxonomic units dominated by Glomeraceae, and all the AM taxa detected on third order roots were also found on first and/or second order roots. In the case of the second and third orders, AM fungal communities were affected by soil conditions: electrical conductivity, pH, and N concentration. Conclusion: These results suggest that the abundance and species richness of AM fungi vary among lower root order systems, and that the AM community is sensitive to soil conditions and turns over as roots age.

DOI： 10.1007/s11104-021-05147-w

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：根研究学会  

<p>令和2年7月豪雨中の7月11日夜，岐阜県瑞浪市大湫町の神明神社に生育し，町のシンボルである大杉が倒木化した．本研究は，大杉倒木化の要因解明に向けた基礎的な知見を得るため，倒木時の豪雨など気象状況とともに大杉倒木の根系状況を明らかにすることを目的とした．2020年7月11日の日降水量は137 mm day^－1，時間最大雨量43 mm h^－1の豪雨を記録したが，これは過去40年間に大杉が経験した雨量であった．2020年7月は特に日照時間が短く，樹体や土壌が乾きにくい状態であることが推察された．倒木化した大杉は，横方向に最大9.1 m, 縦方向に最大 6.6 mの直径, 最大厚さ2.3 mをもつ巨大な根鉢を地表面に露わにした．根鉢中心部には腐朽が広がり，倒木時に土壌に残存した根には剥ぎ取られたような形跡が認められた．レーザースキャナを用いて，倒木化した大杉の三次元構造をデジタル化して再現した結果，根系体積は43.2 m³と推定された．倒木化した大杉の地下部の広がりや地上部との体積比からも，スギとして大杉の根系は小さいことが示唆された．根系および気象の状況から倒木化の要因として，長年の生育中に根系に進んだ腐朽，および長期間の雨と日照不足に伴う土壌水分量増加による根の土壌支持力の低下，さらにこの気象下における樹体地上部の水分量増加によって，地下部・地上部バランスが崩れたことが推察された．</p>

DOI： 10.3117/rootres.30.65

CiNii Research

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

Three-dimensional (3D) root system architecture (RSA) is a predominant factor in anchorage failure in trees. Only a few studies have used 3D laser scanners to evaluate RSA, but they do not check the accuracy of measurements. 3D laser scanners can quickly obtain RSA data, but the data are collected as a point cloud with a large number of points representing surfaces. The point cloud data must be converted into a set of interconnected axes and segments to compute the root system traits. The purposes of this study were: (i) to propose a new method for easily obtaining root point data as 3D coordinates and root diameters from point cloud data acquired by 3D laser scanner measurement; and (ii) to compare the accuracy of the data from main roots with intensive manual measurement. We scanned the excavated root systems of two Pinus thunbergii Parl. trees using a 3D laser scanner and neuTube software, which was developed for reconstructing the neuronal structure, to convert the point cloud data into root point data for reconstructing RSA. The reconstruction and traits of the RSA calculated from point cloud data were similar in accuracy to intensive manual measurements. Roots larger than 7 mm in diameter were accurately measured by the 3D laser scanner measurement. In the proposed method, the root point data were connected as a frustum of cones, so the reconstructed RSAs were simpler than the 3D root surfaces. However, the frustum of cones still showed the main coarse root segments correctly. We concluded that the proposed method could be applied to reconstruct the RSA and calculate traits using point cloud data of the root system, on the condition that it was possible to model both the stump and ovality of root sections.

DOI： 10.3390/f12081117

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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 Engineering  

Regeneration by sprouting in secondary forests is a necessary technique not only for the utilization of forest resources, but also for maintaining forest health by regrowth and avoiding slope instability caused by over-sized aboveground biomass. The strength of soil reinforcement by roots generally decreases during the tree death process in deforestation, such as clear-cutting, whereas root system strength temporarily decreases in trees that regenerate sprouting after cutting. However, quantitative evaluation of decreasing soil reinforcement by roots and slope stability has not been conducted during regeneration. In this study, we evaluated changes in the number of roots and root distribution up to 3 years after cutting in the regeneration process of Quercus serrata, a major dominant species of secondary forests in warm and cool temperate zones in Japan. We also estimated soil reinforcement by roots: additional cohesion from roots using the root bundle model, and slope stability based on a factor of safety by dividing the effect of the tree root system into vertical and horizontal cohesion with soil physical properties. After cutting at the height of approximately 0.2 m, the aboveground sprouting branches immediately regenerated, whereas the belowground root system gradually decayed. The additional cohesion from roots in trees before cutting was calculated as 34.6 kPa, whereas it decreased significantly to 21.7 kPa in living stumps 3 years after cutting. The value for the factor of safety with a saturated soil thickness of 0.7 m was calculated as 1.20 in soil under trees before cutting, whereas it decreased significantly to 1.11 in soil under living stumps in the 3 years after cutting. The safety factor's value to 0.99 in soil under dead stumps, which did not regenerate sprouts within 3 years after cutting. We concluded that the probability of slope failure was significantly greater in the dead stumps than in the living stumps and could vary depending on the dynamics of above- and below-ground parts, including fine roots.

DOI： 10.1016/j.ecoleng.2021.106169

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   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: Tree roots hold soil that is dramatically heavier than the tree biomass, wet or dried. This soil might compensate for the imbalance between above- and belowground mass. Abstract: Root–soil plates are recognized to play an important role in root anchorage of plate-like root system, however, actual measurements of their mass have rarely been reported. Even though the root–soil plate mass is often estimated using aboveground allometric indices, no research confirms the validity. Seven root–soil plates of Cryptomeria japonica fallen by Typhoon Jebi were divided into roots and soil, and their weights were directly measured. Mass of the seven plates ranged from 251 to 3070 kg on a dry basis. Roots accounted for 8% of total plate mass and soil for 92%. The mass of the soil held in the plates was 2.8 times greater than tree biomass. The root-to-shoot biomass ratio was 0.26, whereas the ratio of root–soil plate mass to shoot biomass was 3.9, meaning that the root–soil plate mass was much greater than aboveground biomass. These results suggest that the soil mass held in the plate is the main component of whole-tree mass including the plate. The root system holds soil weighing as much as 13 times the root system’s mass. The soil might balance the aboveground weight of the tree by adding mass. Aboveground allometric indices are good indicators of root–soil plate mass and allow the belowground mass to be estimated to understand tree anchorage without soil disturbance.

DOI： 10.1007/s00468-020-02054-y

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   出版者・発行元：農学生命科学研究支援機構  

CiNii Books

担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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

The effect of biotic factors impacted by abiotic conditions on nematode communities is not fully understood in forest ecosystems. Monoculture forests with low understory diversity would provide an ideal model system to investigate the relationship between nematode community structure and environmental factors in forest ecosystems. The aim of this study was to clarify the determinant environmental factors shaping community structures of soil nematodes in Japanese cedar (Cryptomeria japonica) forests. Nematodes collected from litter and soil samples were morphologically identified at the family or genus level and divided into trophic groups. Nematodes were discriminated into a total of 40 (including 2 unique taxa) and 52 (including 14 unique taxa) taxa in litter and soil samples, respectively. Variation in microhabitat substrates created contrasting nematode assemblages between litter and soil samples. Moreover, nematodes identified from litter habitats were a subset of those from soil samples. Bacterivorous and fungivorous nematodes were present in high proportions in both sample types. Herbivorous nematodes were the third most abundant trophic group in soil samples, but were rare in litter samples. The nematode community structure in soils was significantly ordinated by water, C, N, hyphae, and soil pH. The pH is most likely to affect ecological function of soil nematodes indirectly by altering microbial biomass. Our results showed that microhabitat substrates, that is, soil and litter, have a crucial effect on nematode assemblage patterns in temperate coniferous forests. Moreover, soil nematode assemblages were diversified due to the high spatial heterogeneity of proximate soil environments.

DOI： 10.1016/j.soilbio.2020.108044

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

Aims: The purpose of this study was to clarify how the morphological traits of Chamaecyparis obtusa (Sieb. & Zucc.) Endl. roots vary with soil acid buffering capacity (ABC), i.e., along a gradient in soil acidification. We used an order-based root classification system instead of a diameter-based root classification system, as the former relates better to root function. Methods: We sampled 210 intact fine root systems up to the fourth order and measured the morphological traits of a total of 16,657 individual branch-order roots in three C. obtusa stands with high soil ABC and four stands with low soil ABC. Results: We found significant differences in the morphological traits of the first- to fourth-order roots between the soil ABCs. In the low-ABC soils, the fine root systems consisted of more and thinner roots than in the high-ABC soils. The diameter of the second-order roots was positively correlated with the soil pH and the concentration of base cations, but negatively with soil aluminum. Conclusion: Morphological traits of fine roots are sensitive indicators of soil acidification in C. obtusa forests.

DOI： 10.1007/s11104-020-04561-w

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担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   出版者・発行元：日本治山治水協会  

CiNii Books

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

Tree root diameter and root distribution are crucial factors for root reinforcement in forest soils and can be estimated using nondestructive ground-penetrating radar (GPR). However, no studies on estimating root reinforcement have been performed using GPR. The aim of this study was to evaluate root reinforcement using GPR in thinned and unthinned stands of Cryptomeria japonica in Andisols. Roots in each stand were detected using a 900 MHz GPR and the diameter and horizontal distribution of roots were estimated. Roots were also excavated to compare their GPR estimates. The relationships between root diameter and tensile force were established through field pullout tests. Finally, root reinforcements in each stand were estimated using the recently proposed root bundle model (RBM). There were no significant differences in the diameter frequency distribution of roots estimated between thinned and unthinned stands, determined using either the GPR or excavation methods. The detection frequency of the number of roots >5 mm in diameter using GPR was 27.2%, but it increased to 58.7% for roots >10 mm. The waveform indexes, determined using the sum of time intervals between zero crossings (ΣT) of all reflection waveforms of GPR, had a significant linear relationship with the diameters of excavated roots, indicating that waveform index could be used to estimate root diameter using the GPR index in these stands. Furthermore, the relationship between the root tensile force (F) and- root diameter (d) was estimated as F = 15.69 d1.75 (R2 = 0.87). The root reinforcements at the center of gaps between individual trees were estimated to be 23.4–32.9 kPa in the thinned stand and 8.8–23.9 kPa in the unthinned stand using GPR. These values ranged from 31.9% to 170.7% of those obtained by using the excavation method. There were no significant differences in root reinforcement between thinned and unthinned stands, regardless of the method used. This study revealed that GPR, together with diameter-tensile force relationships, can nondestructively estimate root reinforcement in managed forests. This protocol can be applied to manage forests to evaluate the effects of management on belowground roots.

DOI： 10.1016/j.catena.2019.104227

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

Aims: This study assessed intraspecific variation in morphological traits of the fine root branch orders of Cryptomeria japonica, and identified variation in the diameter of the first three-order roots among species types with mycorrhiza, and the diameter of first-order roots at the family level. Methods: Diameter, length, and specific root length of branch order roots (up to the fourth-order) were measured in intact fine root systems collected in four C. japonica stands. Relationships between soil chemical properties and morphological traits of the first- to fourth-order roots were investigated. The diameter of roots of 52 tree species reported in previous studies was compared at species types with mycorrhiza and at family level. Results: The diameter of first-order roots in C. japonica varied by 1.2 times among stands. Negative correlations between soil NH4+ content and specific root length of the second- and third-order roots were observed in C. japonica. The diameter of first- and second-order roots forming arbuscular mycorrhiza in coniferous trees were significantly higher than those of roots forming ectomycorrhiza in coniferous and broadleaf trees. The diameter of first-order roots in Cupressaceae were significantly larger than those of Pinaceae, Sapindaceae, Betulaceae, and Fagaceae. Conclusions: Clarifying intraspecific variation in morphological traits of C. japonica lower-order roots may contribute to understanding their responses to different site conditions such as soil inorganic nitrogen contents.

DOI： 10.1007/s11104-019-04264-x

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： https://doi.org/10.1163/15685411-00003221

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

Main conclusion: We developed simple algorithms for reconstructing tree root system architecture using only the root point coordinate and diameter, which can be systematically obtained without digging up the root systems. Root system architecture (RSA) is strongly related to various root functions of the tree. The aim of this study was to develop a three-dimensional (3D) RSA model using systematically obtained information on root locations and root diameters at the locations. We excavated root systems of Cryptomeria japonica and systematically obtained XYZ coordinates and root diameters using a 10-cm grid. We clarified the patterns of the root point connections and developed a reconstructed root system model. We found that the root diameters farther from the stump centre are smaller. Additionally, we found that the root lengths of the segments running between the base and the connected root point were smaller than those of other root segments, and the inner angle between the base and the stump and between the base and the connected root point was narrower than for the other pairs. The new RSA model developed according to these results had average accuracies of 0.64 and 0.80 for estimates of total volume and length, respectively. The developed model can estimate 3D RSA using only root point data, which can be obtained without digging up root systems. This suggests a wide applicability of this model in root function evaluation.

DOI： 10.1007/s00425-018-3011-x

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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：Biogeochemistry  

Reduction of atmospheric sulfur (S) deposition and recovery of terrestrial ecosystems from acidification are matters of concerns in Asia. The Lake Ijira catchment (IJR) is located in the downwind region of the Chukyo Industrial Area in central Japan and has historically experienced large-scale deposition of S and nitrogen (N) from the atmosphere. Long-term monitoring data on the river water (RW) chemistry since 1988 were assessed with intensive-survey datasets on the input–output material budgets and S isotopic analysis (δ 34 S). Previous studies have suggested that IJR was acidified and N-saturated, which was triggered by climatic anomalies (cold summer and drought summer) in the mid-1990s. Analysis shows that with a decline in NO3- concentrations, RW pH recovered to its original level in the early 2000s. Reductions in atmospheric deposition, diminished effects of climatic anomalies, and forest management practices, have all contributed to RW chemistry recovery. Although the SO42- concentration in the RW has declined continuously after the peak in 1994, the mean SO42- output significantly exceeded the input; the 5-year means from 2010 to 2014 are 2.5 kmol c  ha −1  year −1 and 0.86 kmol c  ha −1  year −1 , respectively. The mean δ 34 S values of SO42- in rainwater and soil solution at 20 cm depth were 4.3 ‰ and 3.5 ‰, respectively, and that in the RW was −13.2‰. The contributions of groundwater S to the RW S were estimated to range from 75 to 91%. Geological S with significantly low δ 34 S values largely contributed to the discrepancy of the input–output budget, while atmospheric S appeared to accumulate in soil as organic S. The tree-ring δ 34 S profile recorded historical changes in the atmospheric inputs in the region. With recovery of the RW, the relative contribution of atmospheric S became smaller. However, most of the atmospheric S is still retained in soil. Over the last few decades, RW chemistry has sensitively responded to changes in the atmospheric environment, including the atmospheric deposition of S and N and climatic anomalies, and as future changes are likely, long-term monitoring is essential.

DOI： 10.1007/s10533-019-00540-1

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その他リンク： http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10533-019-00540-1.pdf

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

The extent of damage to Pinus thunbergii trees in coastal forests resulting from the tsunami caused by the Great East Japan Earthquake in 2011 differed depending on the local environment. The height (H) of P. thunbergii was generally limited in stands closer to the coastline and these trees could fail due to the force of the tsunami. The resistance forces of coastal forests to tsunamis are expressed as critical turning moments and measured by tree-pulling experiments. However, few studies have focused on the differences in the critical turning moment between stands with locally different environmental conditions among P. thunbergii coastal forests. We determined the differences in the critical turning moments of P. thunbergii in two contrasting sites having different distances from the coastline. We also estimated the tolerance of P. thunbergii in the two sites against loading from tsunami. Two experimental plots, sea-side and land-side, in a coastal P. thunbergii forest were established with different depths of the water table belowground and wind forces. In both plots, the aboveground traits, including the diameter at breast height (DBH), and H × DBH2 of P. thunbergii, were positively correlated with the critical turning moments. In particular, when P. thunbergii had the same H × DBH2 between the plots, there were no differences in the critical turning moments. This result suggested that P. thunbergii at the sea-side had acclimated for 50 years to their environment by changing shallow tap roots for shallower belowground water and developing horizontal roots for strong winds. The depth of the center point of rotation was significantly deeper and was positively correlated with moments in the land-side plot, suggesting changes from a tap root system to a plate root system in the sea-side plot with a shallower water table. The estimated loading from the tsunami with a 2 m wave height was over the critical turning moments for both plots. P. thunbergii trees at the sea-side plot could be more susceptible to overturning by lower-height waves than at the land-side plot because of differences in aboveground traits of H × DBH. We propose that the practical management of coastal forests is to create an embankment by raising the ground level to develop tree growth with capable of enhanced resilience to tsunamis.

DOI： 10.1016/j.foreco.2018.05.040

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J-GLOBAL

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1163/15685411-00003221

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その他リンク： https://brill.com/downloadpdf/journals/nemy/21/4/article-p389_4.xml

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: Use of ground-penetrating radar (GPR) can non-destructively estimate diameter and distribution of coarse roots in Cryptomeria japonica in weathered granite soils under field conditions. Abstract: Ground-penetrating radar (GPR) has been used as an assessment tool for non-destructive detection of tree root biomass, but few studies have estimated root diameter under forest field conditions. The aim of this study was to clarify whether coarse root diameter of C. japonica in weathered granite soils can be estimated using GPR in a forest. Roots of mature C. japonica were scanned using a 900 MHz GPR antenna before being excavated. The diameter and distribution of excavated roots were compared with those identified by GPR, and the relationships between the diameter and waveform indices in radar profiles were also examined. The detection frequency of the number of roots larger than 5 mm in diameter was 47.7%. Limiting factors affecting root detection using GPR in forest field conditions were small root diameter, increasing root depth, and number of adjacent roots. Only one waveform index, using the sum of time intervals between zero crossings (ΣT, ns) of all reflection waveforms of GPR within the range from the first break time at the root top to the delay point time at the root bottom, had a significant relationship with excavated root diameters. A linear regression model was constructed to estimate root diameter using ΣT, and a significant positive relationship in diameter between GPR-estimated and excavated roots was confirmed. The results in this study indicate that the diameter and distribution of C. japonica coarse roots under forest field conditions could be estimated using GPR and this technique could contribute to future evaluation of slope stability by evaluating tree roots under vulnerable soils, such as weathered granite.

DOI： 10.1007/s00468-018-1741-9

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1080/13416979.2018.1516920

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Plant and Soil  

Aims: The different root systems of Pinus thunbergii observed after the tsunami in 2011 were possibly influenced by different groundwater levels before the tsunami. The aims of this study were to quantify the tap and horizontal root structure and evaluate their relationship with the above-ground parts under different groundwater levels in a coastal P. thunbergii forest. Methods: Two plots, sea- and land-side, with different groundwater levels, in a P. thunbergii stand, were established, and the entire root-systems of three select trees each were harvested to evaluate the biomass, lengths, and cross-sectional areas of the tap and horizontal roots. Results: In the sea-side plot, which had a shallower groundwater level, plate root systems with thicker and longer horizontal roots, but fewer tap roots were observed, whereas tap root systems were well developed in the land-side plots, where the groundwater level was deeper. The root-to- shoot ratio was significantly higher in the sea-side plot than in the land-side plot. Conclusion: We confirmed that quantitative contrasting root systems of P. thunbergii develop under different groundwater levels and higher biomass allocation to horizontal roots occur under shallower groundwater depths, emphasizing the need for management practices that promote the development of tap root systems to enhance resistance to tsunamis.

DOI： 10.1007/s11104-018-3630-9

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier B.V.  

Soils have an important role as a reservoir of essential elements for forest ecosystems. Although previous chronosequence studies have determined accumulation rates of several elements in soils, they have not focused on sulfur (S), a secondary macronutrient. We investigated S accumulation rates in five volcanic soils, dated by the use of tephras from the following volcanoes: Mt. Komagatake (tephra Ko-a, 1929 CE), Mt. Tarumae (tephra Ta-a, 1739 CE), Mt. Fuji (tephra F-Ho, 1707 CE), Towada caldera (tephra To-a, 915 CE), and Mt. Haruna (tephra Hr-FP520, 520 CE). The soils were sampled from A horizons formed above the tephra layer, and total S and pedogenic minerals (Ald, Fed, Alo, and Feo) were analyzed to determine the relationships between their estimated pools and soil age. The fractionation of S by oxidation state was determined by S K-edge XANES analysis in constituents of soils from Mt. Komagatake and Mt. Haruna. Our results showed that the S accumulation rate was almost constant over the last millennium. To extend our analysis to longer soil formation times, we extrapolated the S accumulation–age relationship to 10 cal. ka and compared the resulting values with previously reported S data from horizons that likely developed during that time period in soils from Mt. Nantai dated by tephra Nt-S (14–15 cal. ka). The similarity of the extrapolated values to the Nantai soil values suggests that the S accumulation rate may have been constant since 10 cal. ka. In addition, the growth of the S pool with soil age was linearly proportional to the growth of pedogenic mineral pools. Sulfur isotope composition of soil total S depended not on soil age, but rather on the soil origin as indicated by location. The predominant oxidation state of the S fraction changed from reduced to oxidized with soil age during the Holocene. These results suggest that the constant S accumulation rate may reflect the variable influence of exogenous S sources as well as the association of S compounds with pedogenic minerals. Sulfur compounds may accumulate at a constant rate in Japanese volcanic soils as the result of biological transformation followed by retention of S in association with the pedogenic minerals.

DOI： 10.1016/j.geoderma.2017.11.023

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J-GLOBAL

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

Aims: Fine root respiration (Rr) is closely linked with fine root morphology, especially with specific root length (SRL), in short-term measurements in some tree species. However, whether these relationships are also valid across different stands and seasons is not yet known. This study aimed to investigate these relationships in the fine roots of Chamaecyparis obtusa. Methods: The Rr, mean root diameter, and SRL of fine root segments of two C. obtusa stands were determined every three months over two years. Results: We detected significant positive correlations between Rr and SRL of fine root segments across the stands over two years. The relationship of Rr with SRL was stronger than that with the mean diameter of fine roots. The slopes and intercepts for the Rr and SRL relationships did not differ among stands and measurement times. Further, we proposed a simple approach for estimating CO2 flux from fine roots at the stand level based on SRL and confirmed that the ranges of estimated CO2 values were comparable with those of values reported using the conventional approach. Conclusions: The fine root morphology typified by SRL is a key variable in Rr of fine roots and CO2 flux at the stand level.

DOI： 10.1007/s11104-017-3499-z

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Forest Ecology and Management  

Calcium (Ca) is a key cation in the soil acidification process and in the fertility of forest soils. We investigated total concentrations of Ca, magnesium (Mg), and potassium (K) in both soil and fresh leaf litter in eight plantation stands of Cryptomeria japonica divided into two groups of highly contrasting soil acid buffering capacity (ABC). In addition to conventional methods, we used a double-crystal high resolution X-ray fluorescence (HRXRF) spectrometer to determine Ca fractions in soils with low and high ABC. Total Ca had accumulated in the 0–10 cm depth horizons of the high-ABC soils, but not in the low-ABC soils. The exchangeable Ca concentration was correlated with total Ca concentration in the 0–10 cm depth of the low-ABC soils. Calcium-Kα1,2 emission spectra of the 0–10 cm soils obtained by HRXRF spectrometry separated the total Ca into two fractions, suggesting that the predominant Ca constituents had either passed through biological processes or were derived from weathering hydration in both the high- and low-ABC soils. Calcium concentration in the fresh leaf litter was significantly lower in the stands with low-ABC soil than in those with high-ABC soil and was positively correlated with soil exchangeable Ca concentration in the low-ABC stands; no such correlation was observed in the high-ABC stands. Exchangeable Ca pools in the 0–10 cm depth range were equal to or less than the annual input of Ca via leaf litterfall in the low-ABC stands, but were seven times the annual input in the high-ABC soils. These results suggested that the accumulation of Ca in the upper soil occurs via the process of Ca circulation within C. japonica ecosystems, and that sufficient supply of Ca for tree needs was accompanied by the large accumulation of available Ca by C. japonica in the high-ABC soils. Nevertheless, it is likely that only small amounts of Ca were circulated in the stands on low-ABC soil. The lack of Ca accumulation in the surface soil and the accompanying tight circulation of Ca in the plant–soil system may explain the observed positive feedback in which ABC is gradually reduced in low-ABC soils.

DOI： 10.1016/j.foreco.2017.04.022

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

Aims: We aimed to clarify the intraspecific variation in the morphological traits of branch orders under different soil conditions in Chamaecyparis obtusa (Siebold & Zucc.) Endl. Methods: We investigated the morphological traits of branch orders, based on 16,351 individual roots that were dissected from 12 intact fine root systems, up to a diameter of 2 mm at three C. obtusa stands. We also measured the concentrations of soil carbon, nitrogen, and inorganic nitrogen. Results: The intact fine root systems up to the diameter of 2 mm had branched into between five and seven orders. The diameter of first- to fourth-order roots and the lengths of second- and third-order roots were significantly different among the three stands. The morphological traits of lower order (first to third) roots correlated with soil inorganic nitrogen concentrations, but higher order (fourth to sixth) roots correlated with soil carbon concentrations. Conclusions: We clarified the possible ranges of intraspecific variation in the morphological traits of root branch orders within C. obtusa. Both the lower and higher orders of the intact fine root systems were tightly related to the surrounding soil conditions.

DOI： 10.1007/s11104-017-3230-0

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/treephys/tpx044

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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：Forest Ecology and Management  

Cryptomeria japonica, which is one of the main silvicultural species in Japan, accumulates calcium (Ca) in soils with high acid buffering capacity (ABC) but has depleted Ca in soils with low-ABC over the past two decades. However, the contribution of fine roots in C. japonica to the accumulation or depletion of Ca in soils with different ABCs has not been evaluated. The aim of this study was to clarify the responses of C. japonica fine roots in terms of biomass and morphology in eight plantation stands to soils with two contrasting ABCs, which have different trends of soil acidification. We evaluated the biomass and specific root length (SRL) of fine roots divided into three diameter classes (<0.5, 0.5–1.0, and 1.0–2.0 mm), obtained from the organic layer and two mineral soil layers from 0 to 10 and 10 to 20 cm depths, in soils with high- and low-ABCs. We also investigated root traits of seedlings grown in soil monoliths in-situ in a greenhouse condition to compare the response of mature trees in stands. The biomass of fine roots (<2.0 mm) in mature C. japonica was significantly higher and the SRL was significantly lower in low-ABC soils than in high-ABC soils. In the organic layer, the biomass of very fine roots (<0.5 mm) at the organic soil layer in low ABC soils was higher than that in high ABC soils. However, the SRL and the dry weight of the seedlings in the greenhouse condition showed no differences between the soils with two contrasting ABCs. We concluded that fine roots of C. japonica stands could have changed and contributed differently to soils with contrasting ABCs. The conflicting root responses of mature trees in stand and seedlings under controlled conditions suggest that careful caution should be taken to extrapolate in-situ mature trees from the results of seedlings, particularly when evaluating the effects of soil degradation such as soil acidifications on sustainable C. japonica plantation forests.

DOI： 10.1016/j.foreco.2016.10.043

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Scopus

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： https://doi.org/10.1007/s11104-016-2931-0

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

総ページ数：xii, 352p   記述言語：日本語

CiNii Books

開催年月日： 2023年4月

記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

開催地：Niigata   国名：日本国  

その他リンク： https://www.acidrain2020.org/

開催年月日： 2023年4月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Niigata   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：鳥取   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：仙台   国名：日本国  

開催年月日： 2023年3月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：仙台   国名：日本国  

開催年月日： 2022年12月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

国名：日本国  

開催年月日： 2022年12月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：富山大学   国名：日本国  

開催年月日： 2022年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：三重大学生物資源学部   国名：日本国  

開催年月日： 2022年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：三重大学生物資源学部   国名：日本国  

開催年月日： 2022年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：三重大学生物資源学部   国名：日本国  

開催年月日： 2022年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：三重大学生物資源学部  

開催年月日： 2022年11月

記述言語：日本語   会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

開催地：神戸ポートオアシス多目的ホール   国名：日本国  

開催年月日： 2022年11月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：神戸ポートオアシス多目的ホール   国名：日本国  

開催年月日： 2022年9月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：つくば国際会議場   国名：日本国  

開催年月日： 2022年9月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：九州大学農学部   国名：日本国  

開催年月日： 2022年9月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：東京農業大学世田谷キャンパス   国名：日本国  

開催年月日： 2022年8月

記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

開催年月日： 2022年8月

記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

開催年月日： 2022年7月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Penn State University Park Campus   国名：アメリカ合衆国  

開催年月日： 2022年7月

記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

開催地：Penn State University Park Campus   国名：アメリカ合衆国  

開催年月日： 2022年7月

記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

開催地：Penn State University Park Campus   国名：アメリカ合衆国  

開催年月日： 2022年6月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：千葉大学オンライン   国名：日本国  

開催年月日： 2022年6月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：千葉大学オンライン   国名：日本国  

開催年月日： 2022年6月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：千葉大学オンライン   国名：日本国  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

開催地：京都(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：山形(online)  

開催年月日： 2021年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：名古屋（online)  

開催年月日： 2021年10月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

開催地：Korea(online)  

開催年月日： 2021年9月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催年月日： 2021年9月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：北海道（オンライン）  

開催年月日： 2021年9月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催地：北海道（オンライン）  

開催年月日： 2021年6月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：信大（オンライン）  

開催年月日： 2021年6月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：信大（オンライン）  

開催年月日： 2021年6月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：信大（オンライン）  

開催年月日： 2021年3月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2021年

開催年月日： 2020年11月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催年月日： 2020年11月

開催年月日： 2020年11月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催年月日： 2020年11月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催年月日： 2020年9月

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

開催年月日： 2020年5月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催年月日： 2020年3月

記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

開催年月日： 2020年

開催年月日： 2020年

開催年月日： 2020年

開催年月日： 2020年

開催年月日： 2019年10月

記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

開催地：Mie   国名：日本国  

開催年月日： 2019年6月 - 2019年7月

記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

国名：メキシコ合衆国  

開催年月日： 2019年

記述言語：日本語  

<p>樹木の根返りに対する抵抗力を表すパラメータに根の最大深さがある。その理由として、根の最大深さと根返り時の回転中心の深さとの間に関係があることが予想されているが、根系調査に多大な労力を要することからそれを証明した例は少ない。本研究では、根返り時の回転中心の深さと根の最大深さを同時に実測し、その関係性を明らかにすることを目的とした。調査木はクロマツ10個体で、引き倒しモーメント測定時に傾斜線公会法を用いて回転中心の位置を推定した。根系は掘り取りにより垂直根の直径が2cmとなるまでの最大深さを測定し、回転中心の深さとの関係を求めた。その結果、回転中心は引き倒し試験開始時に多少ばらつくものの、最大引き倒しモーメント発揮時には調査木のほぼ真下の1点に収束した。回転中心の深さは、根の最大深さと強い正の相関が(r=0.89)、引き倒しモーメントと正の相関(r=0.67)がみられた。回転中心の深さと調査木の地上部パラメータについて樹高との間に正の相関がみられたが(r=0.77)、胸高直径にはみられなかった(r=0.42)。以上から、クロマツの回転中心は根返り時にほぼ1点に集約され、その深さは根の最大深さを反映することが明らかになった。</p>

開催年月日： 2019年

記述言語：日本語  

<p>東日本大震災の津波により海岸クロマツ林は、根返り・幹折れ・流木化の被害を受けた。特に地下水位が高い場所では、根が地中深く成長できず根の緊縛力が弱いため、根返り・流木化被害が多かったことが指摘されている。そこで地下水位の高い海岸砂質土壌に生育するクロマツの倒伏抵抗力が実際に弱いか否かを明らかにするため、地下水位の高い林分と低い林分においてクロマツの倒伏試験と根系構造調査を行った。その結果、地下水位の低い林分では、クロマツ根系が本来持つ垂直根型を示したが、地下水位の高い林分では垂直根成長の抑制された水平根型根系であった。倒伏試験では、胸高直径が同じクロマツにおいて、地下水位の低い林分に比べ高い林分で倒伏抵抗力が低くなることが明らかとなった。一方、地上部材積の同じクロマツでは、地下水位の高さによる倒伏抵抗力の違いは認められなかった。すなわち地下水位の高い林分のクロマツは、垂直根よりも水平根を発達させることで抵抗力を高め、その環境に適応してきたことが明らかとなった。津波による荷重は波高に応じて高くなり、高い地下水位に生育するクロマツでは樹高が低いため津波に対する脆弱性が高まることが示唆された。</p>

記述言語：日本語  

<p>樹木は強風や土石流、津波などの横向きの力を受けることで根返りを起こすことがある。樹木の倒れにくさには、根系の形状が関与しているといわれている。本研究では、スギ、ケヤキ、クロマツの成木根系と引き倒し抵抗力の関係性を明らかにすることを目的とした。深根性斜出根型のスギ(n=7)、浅根性のケヤキ(n=5)、深根性直根型のクロマツ(n=4)について引き倒し試験の後、エアースコップにて根系を掘り出し、根の直径、座標位置、つながりを記録した。それらの情報を基に根系３次元形状モデルを作成し、そのモデルにおいて水平根、垂直根の任意の面での根系断面積合計、根系から算出された引き倒し抵抗力を算出した。その結果、ケヤキでは垂直根の根系断面積合計が最も小さく、スギ、クロマツの順に大きくなった。また、ケヤキでは水平根の断面積合計と引き倒しモーメントに正の相関がみられたが、垂直根の断面積合計と引き倒しモーメントに相関関係はみられなかった。スギ、クロマツは水平根と垂直根の断面積合計の両者と引き倒しモーメントの間に正の相関がみられた。本結果から樹種により根系の垂直根や水平根の断面積合計が引き倒し抵抗力に関与することが示唆された。</p>

記述言語：日本語  

<p> 細根の形態指標として、根端を1次根、二つの1次根が交わる根を2次根と定義した次数に焦点を当てた研究が国内外で行われ、次数により生理活性が異なることが報告されている。これらは、現在蓄積されている細根量の情報や直径階級による分類と組み合わせることで、細根が森林生態系において果たす機能を精度高く評価できる可能性がある。しかし、同一樹種の細根次数について複数林分で研究された例は少なく、国内主要造林樹種のスギについても知見は限られている。本研究ではスギの細根次数特性の種内変動とその変動要因を明らかにすることを目的とし、4林分において細根次数特性と表層土壌化学性との関係を調べた。 調査は2016年8月下旬から9月上旬に間弓、脇出（三重）、法貴（大阪）、黒井（兵庫）で行った。各調査地につきスギ5個体から約1 m の地点で完全な4 次根までの細根系を採取し、持ち帰った。細根系を次数別に分け、根直径、根長、乾重などを測定した。その結果、4次根までの一つの細根系は約80個根に分けられた。直径0.5㎜以下の根には、4林分の1次根、間弓の2次根、法貴の2次根と3次根が含まれた。これら細根次数特性の違いを土壌化学性と関連付けて考察する。</p>

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

<p>樹木の転倒防止力は、土石流や津波のような自然災害とそれに伴う二次災害の防止に有効であると近年注目されている。この力は根系の根返りに対する抵抗力により発揮されると考えられている。しかし樹木根系はその形状が複雑であること、地下に広がる根系を調査することの難しさから根系の抵抗力を評価した例は多くない。そこで本研究では、根系を再現した模型を作製し、これを用いて引き倒し試験を行うことで、樹木根の形状と根系の持つ抵抗力との関係を明らかにすることを目的とした。まず、4mm×4mmの木製角材を用い樹木根を4方向の水平根と1本の鉛直根として簡易的に再現した。そして4方向の水平根＋鉛直根有、鉛直根のみ模型の2種類について引き倒し試験を行った。その結果、2つの模型の引き倒し抵抗力には有意な差が見られた。次に3Dプリンタを用いて、実際のクロマツの根をモデルとした模型を作製した。この模型を加工して、①水平根＋鉛直根、②水平根のみ、③鉛直根のみ、の3種類で引き倒し試験を行った結果、①と②、①と③の間において有意な差が見られた。これらの引き倒し試験の結果から、根系が発揮する抵抗力と形状の関係について考察する。</p>

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

<p>森林のもつ表層崩壊防止や土砂流出防止などの減災機能を評価するため、地中レーダ法を用いて樹木根系を推定する研究が進められている。この方法は、非破壊的に根の存在位置や直径を推定することが可能であるが、その検出の成否は土壌の状態や測定方法など様々な条件の影響を受けることがわかっている。地中レーダ法の精度を確かめるには実際に、土壌を取り除き、空間座標を導入して根の存在位置、直径などを測る必要がある。しかしながらこの作業は非常に煩雑で、根系全体についてデータを取得するのは多大な労力を必要とする。本研究では、海岸クロマツを対象とし、幹を切り、土を取り除き、根を露呈した状態で上空から写真を撮り、その写真から根の水平根情報を得ることを試みた。実際に手作業で測った根の存在位置、直径と比べたところその誤差は30％以下であった。また、地中レーダ法で得られた根の存在位置情報から樹木根系の構造の再構築を行った結果を、写真から得た根の情報と比較した。その結果、根系の主要構造を決定づける直径5㎝以上の根については、地中レーダ計測結果の評価のために使用できるデータが空撮画像から取得可能であることが明らかになった。</p>

記述言語：日本語  

<p> 樹木はリターとして葉や根を土壌へ還元し、リターは分解・変性を経て土壌有機物となり土壌環境を形成する。年間落葉量・落根量の比は、環境要因により変動する可能性があるため、リター分解プロセスの器官差への理解は、環境変動に対する森林生態系の反応を予測するために必要である。我々はこれまでに、スギ・ヒノキの葉と細根を2年半培養し、定期的に降らせた人工降雨に溶出する成分を計測し、その器官差を明らかにしてきた。本研究では、基質から分解過程で失われる炭素について、リター呼吸と溶脱炭素（DOM）の比を調べた。 リター呼吸速度を計測し、器官差・樹種間差・時間による差を検定したところ、器官差のみが有意であり、葉＞根であることが明らかになった。時間による呼吸の差がなかったため、一定時間・一定重量当たりの呼吸量と、基質の重量減少曲線の積分値とを掛け合わせた。得られた総呼吸量は、基質から失われた炭素量とDOM積算量との差に匹敵した。2通りの計算で得られた総呼吸量は共に、両器官とも、基質から分解過程で失われる炭素の約9割を占めた。残りの約1割をDOMが説明する結果となり、DOMは微生物の食べ残しとして生成されると推察された。</p>

記述言語：日本語  

<p>植物の葉や根は土壌有機物の主要な供給源であり、その分解速度や分解産物には器官差がある。しかし器官差に着目した研究の多くは固体成分に着目し、分解過程で放出される溶存成分の情報は限られている。そこで我々は、2大造林樹種であるスギとヒノキについて、葉と細根のオープンシステム室内培養（基質に定期的に人工雨を浸透・溶脱させる手法）を長期間（2年半）行い、その溶脱液を解析した。 基質の重量減少量はヒノキ葉＞スギ葉>=スギ根＞ヒノキ根であり、「葉の分解速度が遅い樹種は、根の分解速度も遅い」という序列には従わなかった。スギの葉は、難分解成分であるリグニンの含量が低いにもかかわらず分解が遅く、その物理的構造が分解速度に影響を与えていると推察された。 溶存有機態炭素濃度は、両樹種とも培養初期は高く、葉＞根の順であったが、培養後5か月目には低くなり、根＞葉と逆転した。それ以降、葉では微減、根では微増しつづけた。根の分解は、初期の早い炭素放出が落ち着いた後にも、特定の組織が壊れるようなことが起こるのか炭素放出量を増やし、長期間、土壌の化学性に関わることが推察された。発表では他の溶存成分についても合わせて議論する。</p>

記述言語：日本語  

<p> 細根はその可塑性の高さのため、土壌環境によって形態を変動させる。細根には主に直径階級を用いた分類が使われてきたが、生理機能特性をより表すためには分岐構造を示す次数を用いた分類が提唱されている。演者らはこれまでにヒノキ(<i>Chamaecyparis obtusa</i>) 3林分における直径2 ㎜以下の次数別の細根形態特性について、末端根である低次根と直径2 ㎜に近い高次根がそれぞれ、別の土壌特性と関連性があることを明らかにしてきた。本研究では、対象をヒノキ7林分に広げ、末端根である低次根に着目し、次数別の細根形態特性の種内変動を明らかにすることを目的とした。 調査は細根や土壌特性の調査されてきた東海地方（愛知、三重、岐阜、静岡）のヒノキ7林分で行った。樹幹から1ｍ程度の地点で末端から4次根までの完全な細根系と表層土壌を採取した。細根系は次数ごとに分け、根直径や根長、乾重などを測定した。その結果、ある1つの林分の末端根（1次根と2次根）では、他の6林分よりも太く短くなる特徴が見られた。本発表では次数別の形態特性と窒素など土壌化学性との関係性を示し、土壌環境変化に伴う細根形態の種内変動とその要因を考察する。</p>

記述言語：日本語  

<p>外生菌根菌は土壌中の養分を獲得するために様々な細胞外酵素を分泌するが，その種類や活性の程度は菌種間のみならず，生息環境の異なる菌株間でも異なる．<i>Cenococcum geophilum</i>は世界中の森林生態系に普遍的に分布する外生菌根菌の一種である．本種は水分やpHの変化などの環境ストレスへの耐性が高く，日本では海岸クロマツ林で優占するが，養分獲得における働きは不明である．そこで本研究では<i>C. geophilum</i>の養分獲得機能とその菌株間における差異を明らかにするため，異なる生息環境に由来する本種の細胞外酵素活性を調べた．菌株は，和歌山県の煙樹ヶ浜（以下，海岸林）と，和歌山県林業試験場の採種園（以下，内地林）の2か所のクロマツ林に由来する菌根と菌核から分離した．pHを4.5および6.0に調整したMMN寒天培地上に2ヶ月間，暗条件下で菌糸を培養し，菌叢周辺から切り取った培地について，窒素やリン，炭素の獲得に関わる8種類の細胞外酵素の活性を測定した．海岸林と内地林由来の菌株から得られた酵素活性のデータにもとづき，生息環境の違いが本種の栄養獲得機能に及ぼす影響について議論する．</p>

記述言語：日本語  

<p> イチヤクソウ（ツツジ科）は，東アジアの温帯林の林床に生育する多年生の草本植物である．我々はこれまでに，本種の炭素安定同位体比（δ¹³C）が独立栄養植物と無葉緑性の菌従属栄養植物の中間に位置することから，光合成に加えて，根に定着する菌根菌を通して炭素を得る混合栄養植物であることを示してきた．そこで本研究では，イチヤクソウの炭素獲得に菌根菌が関与することを実証するために，殺菌剤処理により菌根菌による炭素供給網である菌糸の働きを断ち切り，本種のδ¹³Cおよび菌類群集がどのように変化するかを調べた．成体の周辺土壌に殺菌剤ベノミルの投与を2016年4月から8月の間に9回実施した後，植物体を採取した．その後，葉と果実のδ¹³Cの計測とITS領域のクローニングによる根系に定着する菌類の同定を行った．その結果，殺菌区では内生菌，対照区ではベニタケ科菌類が多く検出される傾向にあった．殺菌区のδ¹³Cは葉と果実の両方で対照区よりも低くなる傾向にあった．以上より，イチヤクソウは成長や次世代生産を菌根菌，特にベニタケ科菌類にある程度依存しており，定着する菌類群集に応じて炭素獲得における可塑性を有すると考えられた．</p>

記述言語：日本語  

<p>樹木は強風や土石流、津波などの横向きの力を受けることで根返り転倒し大きな被害を引き起こすことがある。樹木の倒れにくさには、樹木の地下部が寄与していると言われており、その一つの指標として、根系と土壌が密着した状態である根鉢の大きさが提案されている。根鉢は、樹種や樹木サイズによって異なることが知られているが、樹木根系構造と根鉢の関係についての知見はほとんどない。本研究では、樹木根系構造と根鉢の関係を明らかにすることを目的として、同所に生育する胸高直径10－20㎝のスギ、ケヤキの2樹種について引き倒し試験を行なった。引き倒し抵抗力と根鉢の水平の広がりと深さを測定した後に、エアースコップにて根系を掘出し根直径5mm以上について根系の水平の広がりと深さを記録した。その結果、両樹種とも根鉢面積と根系の水平の広がりには、強い正の相関がみられた。一方、スギの根鉢深さは根系の深さと正の相関が認められたが、ケヤキでは認められなかった。また、土壌垂直断面あたりの根系断面積合計が小さくなる地点に根鉢の縁を形成することが示唆された。これらの結果から、根鉢の形成には根系構造が強く関与していることが示唆された。</p>

記述言語：日本語  

<p>森林のもつ表層崩壊防止や土砂流出防止などの減災機能を評価するための樹木根系の調査における非破壊的な方法として、地中レーダ法の適用が試みられている。この方法は、非破壊的に根の存在位置や直径を推定することが可能であるが、その検出の成否は土壌の状態や測定方法など様々な条件の影響を受けることがわかっている。また近年、このようなデータから樹木根の3次元構造を復元する方法として、根の点間の距離や幹方向に対する角度などの条件をもとに点間を接続していく手法が提案されている。そこで本研究は海岸クロマツを対象とし、地中レーダ法により得られた根の存在位置情報から、樹木根系の構造の再構築を試みた。レーダ画像から根が存在すると予想した地点を掘り取って確認したところ、およそ80％以上の確率で根が存在した。また、レーダ法によって得られた根の位置情報から根系構造を再構築した結果、主要な根系については良く再現されており、地中レーダ探査から推定された根の位置情報から根の構造推定が可能であることが示された。</p>

記述言語：日本語  

<p>森林の土壌やリターに生息する線虫は、微生物の摂食を通して物質循環と系の安定に寄与する。しかし、日本の森林における土壌線虫に関する研究は乏しく、その群集構造はほとんど理解されていない。そこで本研究は、我が国の代表的な植栽樹種であるスギの人工林に生息する線虫群集を明らかにするため、リターと土壌から検出された線虫の形態類別を行い、群集構造を調べた。2017年6月から8月にかけて1府4県（大阪府、三重、兵庫、福井、石川県）の7林分に設置した1 ha内の9ヶ所からリターと土壌をそれぞれ採取した。リター50 mlと生土60 gから分離された線虫は光学顕微鏡観察により属レベルで類別し、口部の特性にもとづき5つの機能群（細菌食、真菌食、植食、肉食、雑食）に分けた。全調査地から60属（リターから47属、土壌から58属）が類別され、リター由来の線虫群集は土壌由来のものに対して有意な入れ子構造を示した。林分間の群集構造は有意に分かれ，含水率、pHやECが有意に影響した。以上の結果から、スギ人工林の線虫群集は周辺の土壌環境によって規定され、一部の分類群はリターと土壌を往来している可能性が示唆された。</p>

記述言語：日本語  

<p>直径2 mm以下の樹木細根において、根端は1次根、1次根同士に由来する根は2次根などと定義される。スギの細根には、アーバスキュラー菌根菌(AM菌)や本菌とは形態特性の異なるDark septate endophyte(DSE)という内生菌が定着する。細根内での両菌群の生息域は重複するため、両者の定着実態はスギ林生態系を理解する上で重要である。本研究では、スギ人工林に生育するAM菌とDSEの細根への定着状況を明らかにするため、1、2次根内における感染状況を形態学的に調べた。2016年6、7月に大阪府、三重、福井、石川、兵庫県の5地域7林分に設置した10×10 mプロットの周辺から、表層土壌(10×10×10 cm)を各4個採取した。各土壌のスギ細根を1、2次根に分けて、それぞれ合計10 cmを10％ KOHで脱色し、トリパンブルーで染色後、根内の菌体構造物を光学顕微鏡観察した。樹枝状・菌糸コイル構造体をAM菌、暗褐色で有隔壁の菌糸をDSEとし、それらの感染率を算出した。今後得られるデータを踏まえて、スギに関わるAM菌とDSEの定着状況を次根数や土壌特性に関連付けて考察したい。</p>

記述言語：日本語  

<p> 樹木細根（直径2mm以下の根）は陸域生態系における炭素循環の主要な要素であり、養水分を吸収・輸送する役割も担っている。特に吸収根と呼ばれる生理機能が高い末端根は土壌環境の変化に敏感であり、ヒノキ（<i>Chamaecyparis obtusa</i>）では1，2次根が吸収機能を持つといわれている。しかし、2次根の中には輸送機能を持つ根もあり、同一樹種の1次根や2次根といった同じ次数根でも機能が異なる（すなわち形態特性も異なる）ことが示唆される。本研究では、ヒノキ複数林分における細根系内の次数別の直径・根長など形態特性の変動特性を評価することを目的とした。 幸田サイト（愛知）・三ヶ日サイト（静岡）などのヒノキ7林分において、4次根までの細根系を30根系ずつ採取した。細根系は次数ごとに分け、次数別の直径・根長など形態特性や形態指標SRL（根長/根重）を測定した。 その結果、細根系構造が対照的である幸田と三ヶ日の細根系では、1，2次根において根長に有意差はないものの、平均根直径やSRLで有意差がみられた。一方、細根系内の変動を示す根直径や根長のヒストグラムは両林分で類似していた。発表では、細根系内の種内変動特性を機能と関連させ考察する。</p>

記述言語：日本語  

<p>樹木細根の季節動態の解明は森林生態系の機能を理解する上で不可欠である。これまでスギにおける細根量や根端数は夏期に多く冬期に少なくなるなど季節変動が明らかにされてきた。一方で細根形態の季節変動の知見は限られている。根形態指標として、細根の分枝位置に着目し根端を1次根とする次数分類がある。この分類を形態解析に用いることで、養分吸収や輸送などの機能別細根形態の季節動態をより詳細に評価できるかもしれない。本研究では次数に着目しスギ細根形態の季節動態を明らかにすることを目的とし、各季節におけるスギ細根の次数別形態特性を調べた。中部関西地方のスギ4林分において、2016年9月から2017年6月まで約3か月おきに計4回、4次根を含む細根系を1林分あたり樹木5個体から採取し持ち帰った。細根系は次数別に分枝位置で切断し、次数別直径、根長、乾燥重量、個根数を測定した。その結果、4次根以下の細根系の個根数は、生産量の低下する秋から冬にかけてあまり変化しなかった。このことは細根系を構成する個根数は、生産枯死などの成長動態と関係なく一定である可能性を示唆する。これについて次数別形態の季節変動の詳細な解析を行い考察する。</p>

記述言語：日本語  

会議種別：口頭発表（一般）  

記述言語：日本語  

<p>We investigated the rhizosphere bacterial community in <i>Cryptomeria japonica</i> plantations distributed from cool temperate to subtropical zones in order to understand how the communities are biogeographically and environmentally shaped. Fine root systems of <i>C. japonica</i> were collected from a 1 ha study plot established in each of following 8 areas: Hokkaido, Miyagi, Tochigi, Mie, Kochi, Kumamoto, Okinawa and Taiwan. DNA was extracted from 0.2 g of rhizosphere soils, and amplicon sequence analysis was performed on the V3/V4 region of 16S rRNA by Miseq. Ordination analysis indicated that the rhizosphere bacterial community was significantly correlated with soil EC and pH and a spatial vector. However, the explanatory power by both the environmental and spatial factors were low in variation partitioning analysis. The results indicate the significant influence of unmeasured environmental variables on the rhizosphere bacterial community pattern.</p>

DOI： 10.11519/jfsc.132.0_604

CiNii Research

記述言語：日本語  

<p>植物の葉や根は土壌有機物の主要な供給源であり、その分解速度や分解産物には器官差がある。しかし器官差に着目した研究の多くは固体成分に着目し、分解過程で放出される溶存成分の情報は限られている。そこで我々は、2大造林樹種であるスギとヒノキについて、葉と細根のオープンシステム室内培養（基質に定期的に人工雨を浸透・溶脱させる手法）を長期間（2年半）行い、その溶脱液を解析した。　基質の重量減少量はヒノキ葉＞スギ葉>=スギ根＞ヒノキ根であり、「葉の分解速度が遅い樹種は、根の分解速度も遅い」という序列には従わなかった。スギの葉は、難分解成分であるリグニンの含量が低いにもかかわらず分解が遅く、その物理的構造が分解速度に影響を与えていると推察された。　溶存有機態炭素濃度は、両樹種とも培養初期は高く、葉＞根の順であったが、培養後5か月目には低くなり、根＞葉と逆転した。それ以降、葉では微減、根では微増しつづけた。根の分解は、初期の早い炭素放出が落ち着いた後にも、特定の組織が壊れるようなことが起こるのか炭素放出量を増やし、長期間、土壌の化学性に関わることが推察された。発表では他の溶存成分についても合わせて議論する。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.128.0_617

CiNii Research

記述言語：日本語  

<p> 細根はその可塑性の高さのため、土壌環境によって形態を変動させる。細根には主に直径階級を用いた分類が使われてきたが、生理機能特性をより表すためには分岐構造を示す次数を用いた分類が提唱されている。演者らはこれまでにヒノキ(<i>Chamaecyparis obtusa</i>) 3林分における直径2 ㎜以下の次数別の細根形態特性について、末端根である低次根と直径2 ㎜に近い高次根がそれぞれ、別の土壌特性と関連性があることを明らかにしてきた。本研究では、対象をヒノキ7林分に広げ、末端根である低次根に着目し、次数別の細根形態特性の種内変動を明らかにすることを目的とした。 調査は細根や土壌特性の調査されてきた東海地方（愛知、三重、岐阜、静岡）のヒノキ7林分で行った。樹幹から1ｍ程度の地点で末端から4次根までの完全な細根系と表層土壌を採取した。細根系は次数ごとに分け、根直径や根長、乾重などを測定した。その結果、ある1つの林分の末端根（1次根と2次根）では、他の6林分よりも太く短くなる特徴が見られた。本発表では次数別の形態特性と窒素など土壌化学性との関係性を示し、土壌環境変化に伴う細根形態の種内変動とその要因を考察する。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.128.0_337

CiNii Research

記述言語：日本語  

<p>　直径2 mm以下の樹木細根は森林生態系における主要な土壌炭素供給源であるため、多くの樹種において細根量やターンオーバーが調べられてきた。分岐位置を考慮した次数分類は直径分類よりも吸収や輸送など機能を反映しており、国内主要人工林樹種のヒノキ（<i>Chamaecyparis obtusa</i>）では1，2次根が短命な吸収根であることが報告されている。しかし、直径2 mm以下全体の細根系における1，2次根の根長や重量などの構成割合は明らかにされていない。本研究では直径2 mm以下全体の細根系構造を次数根形態から明らかにすることを目的とした。　2015年7月に土壌特性や直径別細根量が既知である東海地方のヒノキ3林分において幹から1 m程度離れた地点から直径2 mmに至るまでの完全な細根系を各調査地4根系採取した。細根系は次数ごとに分け、次数別の平均直径、根長、乾重を測定した。その結果、直径2 mm以下全体の細根系内の総根長、総乾重のうち1，2次根が占める割合はそれぞれ約80%、約50%であった。このことから細根系では養分を獲得するための短命な吸収根に重量割合で5割ほども炭素を投資していることが示唆された。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.130.0_805

CiNii Research

記述言語：日本語  

<p>樹木は、根系の定着力によって強風や津波などの外力に抵抗し、一定の減災機能を果たす。しかし、外力に耐えきれなくなった時に発生する倒木は、しばしば被害を助長する。この2面性を鑑みれば、どの程度の台風や津波まで樹木は耐えうるのか、といった「災害の程度と根系強度との関係」を精査することが必要である。根系強度を発揮する要素のうち、「根鉢」といわれる「根と土壌の複合体」については、その形状に関する研究は少数あるものの、質量を実測した研究は知る限り海外の1件のみである。根鉢の質量は、樹木の重心位置を下げ、その安定化に貢献する重要な要素である。そこで我々は、2018年に発生した台風21号によって壊滅的被害を受けた森林総合研究所関西支所内の人工林において、スギ7個体について、根鉢の質量および地上部情報を調査した。質量については、重機・コテなどを用いて根と土壌に分け、ロードセルと天秤を併用して実測した。根系は自らの質量の12倍に相当する土壌を保持し、その土壌の質量は樹木本体の質量と同等であり、土壌は「根鉢付き樹木全体」における重力の主体であることを明らかにした。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.131.0_338

CiNii Research

記述言語：日本語  

<p>森林地下部生態系では、樹木の細根が脱落し微生物により分解されることで、炭素の土壌への供給や大気放出がなされる。細根の純一次生産量への寄与率を明らかにするため、細根のターンオーバーや細根量、脱落根量はイングロースコア法やミニライゾトロン法を用いて評価されてきたものの、細根の脱落後速やかに脱落根を採取しそれらの特性を明らかにした研究例はほとんどない。そこで、本研究はヒノキの月別脱落根量とその形態を明らかにすることを目的とした。調査は愛知県岡崎市の幸田117年生ヒノキ林で行った。2018年8月に脱落根を採取するため、表層土壌から３次根までの無傷細根系を掘り取り、ヒノキ個体から切断せずにガラスビーズと林内雨水を入れた遠沈管に挿入した。5個体60根系について、その後11月まで毎月、遠沈管内の脱落根を採取した。また表層土壌に生育する細根の生根量と脱落根量を調べるため土壌円筒コアを、細根の次数別形態を調べるため3次根までの無傷細根系を同時に採取した。これらの試料は実験室に持ち帰り、形態解析を行い乾燥重量を測定した。本講演ではヒノキ細根の月別生根量・脱落根量および脱落根の形態特性について発表する。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.130.0_801

CiNii Research

記述言語：日本語  

<p>　樹木細根の季節動態の解明は森林生態系の構造や機能を理解する上で不可欠である。細根の分岐位置で類別する次数分類に着目した先行研究では、広葉樹において細根形態の季節変動は顕著でないこと、一方、細根の窒素濃度には季節変動が認められるもののその傾向は樹種により異なることが報告されている。しかし、針葉樹に関する細根次数特性の季節動態の知見は限られており、国内主要人工林樹種であるスギについては未だ報告例がない。本研究ではスギの細根特性の季節動態を明らかにすることを目的とし、形態特性および化学特性を次数別に調べた。　2016年9月から2017年6月にかけて約3か月おきに関西中部地域の54～69年生スギ4林分において計20個体から4次根までの細根系を各個体4～6根系採取した。細根系は分岐位置で切断し、根直径や根長などの形態特性および全炭素や全窒素などの化学特性を次数別に測定した。その結果、最末端根である1次根の直径や窒素濃度に有意な季節間差がみられ、夏から秋に向けて直径が小さく窒素濃度は高い、すなわち養分吸収能の高い根系を形成していることが示唆された。これらの季節変動について広葉樹と比較しつつ考察する。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.130.0_468

CiNii Research

記述言語：日本語  

<p>森林の崩壊防止力を評価するにあたり、林分内の根系分布を検討することは重要である。しかし、根系分布の調査には掘り取りを広く行う必要があるため、多大な労力が必要である上に、破壊調査であるために継続調査が困難である。そこで我々は、林分の根系分布を地上部情報(DBH)から推定するために、スギ個体の根系構造をモデル化することを検討した。林齢26年、3,000本/haのスギ林から、スギ7個体(DBH 9.7-16.7cm)を掘り取り、5mm以下の細根を除去した後、根のポイントデータ(x、y、z座標と根直径)を手動計測し、根系の三次元構造を再構築した。その後、スギ個体の幹中心から、30-100cmの同心円状の測線に関して、測線下にある根について直径階別の本数を記録した。測線下の根の合計本数とスギ個体のDBHには強い正の相関があることを(30cm側線では、r=0.98)、DBHの異なる7個体の根系分布データから明らかにした。さらに、この7個体の根系分布データから、個体の幹中心からの距離に対する根の本数および根の直径階級毎の本数に関する関係式を導出した。これらのことから、DBHが異なるスギ個体について、幹中心からの距離に応じた根系の直径階別分布を求めることが可能となった。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.131.0_436

CiNii Research

記述言語：日本語  

<p>　樹木はリターを介して土壌を変化させる力があることが知られている。しかし、土壌環境に直接影響を与える「分解途中で発生する溶存成分」については、情報が少なく、細根リターについては皆無に等しい。植物が稼ぐ光合成産物の行く先はターンオーバーが速い葉と細根に集中するため、リターとして重要性が高い植物器官は葉と細根である。そして細根リターの生産量は環境によって変動するので、葉リターに対して細根リターが多くなることがどのような影響を土壌に与えるのかを明らかにする必要がある。これまで我々は、スギ・ヒノキの葉と細根を2年半の培養実験に供し、定期的に降らせた人工雨を解析することによって、溶脱する炭素成分の器官差と時間変化を解析し、溶存有機炭素は葉より細根のほうが多いことを見出した。本研究では、溶脱液中の有機態窒素、無機態窒素、有機態リン、無機態リンの濃度変化（放出量）について、連続流れ分析装置（BL tec, SWAAT）を用いて測定した。その結果、葉ではその分解過程において窒素は取り込み傾向が、細根では放出傾向がみられた。リンではそのような器官差が見られなかった。発表では各種成分の変動原因を議論する。</p>

DOI： 10.11519/jfsc.130.0_140

CiNii Research

記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

<p>愛知県瀬戸市あいち海上の森における表層地質には砂礫層と花崗岩が存在し，それらの地域の間にはヒノキの成長状態に差が認められている．しかし，樹木の成長差を引き起こしている要因は明らかにされておらず，特に土壌物理特性の定量的評価はなされていない．本研究は，海上の森のヒノキ林における地質間の成長差要因を解明するために，地質の違いにより土壌物理特性にどのような差が生じているかを明らかにすることを目的とした．異なる地質におけるヒノキ人工林の土壌特性を明らかにすることは人工林の植栽・管理や土壌劣化の防止など持続的な森林管理に貢献できる．</p><p>海上の森の砂礫層・花崗岩地域のヒノキ各4林分において4断面ずつ土壌断面を作成し，土壌硬度の測定と土壌円筒試料の採取を行った．土壌円筒試料を用いて三相分布や容積重，飽和透水係数の測定を行い，地質間で比較を行った．その結果，各深度における飽和透水係数について地質間に有意差は認められないものの，その深度方向の変化には異なる傾向が認められた．この深度方向の変化の違いは，表層地質すなわち土壌母材の違いにより土壌中の礫量が異なるために生じていることが示唆された．</p>

DOI： 10.11519/jfsc.133.0_481

CiNii Research

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

<p>We examined assembling patterns of the rhizosphere bacterial and fungal community in eight <i>Cryptomeria japonica</i> plantations distributed from cool temperate to subtropical zones. In each plantations, fine root systems of <i>C. japonica</i> were collected from a 1 ha plot. DNA was extracted from rhizosphere soils, and amplicon sequence was performed on the V3/V4 16S rRNA for bacteria and nrDNA ITS for fungi, by Miseq. Both bacterial and fungal communities were significantly different among climatic zones. Communities of bacteria and fungi are significantly affected by both environments and space, and soil pH is the best predictor of community compositions. Selection and dispersal are dominant drivers for shaping bacterial communities, while dispersal and drift are for fungal communities, indicating stronger environmental effects for bacterial communities.</p>

DOI： 10.11519/jfsc.133.0_213

CiNii Research

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

<p>The aim of this study was to identify community structures of root endophytic fungi associated with <i>Cryptomeria japonica</i> under different climatic conditions. We isolated fungi from <i>C. japonica</i> roots collected at 8 plantations along latitudinal gradients from cool temperate, Hokkaido, to subtropical climatic zones, Taiwan. When fungi appeared from inside surface-sterilized roots with 30% H₂O₂, they were defined as endophytes. Successfully cultured isolates were further used for DNA analyses to infer taxonomic affiliations. Extracted DNA was used for conventional Sanger sequences focusing on the ITS region. We are currently in the process performing the DNA analyses, and obtained sequence data will be assigned into operational taxonomic groups. Based on these data, we will present and discuss assemblage patterns of endophytic fungi with environmental factors involved.</p>

DOI： 10.11519/jfsc.133.0_211

CiNii Research

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

<p>The study aimed to clarify the diversity and assemblage patterns of soil nematodes in forest ecosystems with latitudinal gradients. Richness and abundance of soil nematodes were examined from soils in 1 ha Japanese cedar (<i>Cryptomeria japonica</i>) forests at eight sites distributed from 24°N (Taiwan) to 42°N (Hokkaido) by molecular identification with an Illumina MiSeq system. Nematode richness showed a significant hump-shaped pattern with latitudes being the greatest at 33°N (Kochi). In contrast, nematode abundance showed a significant U-shaped pattern with latitude greater at 26°N (Okinawa) and 42°N (Hokkaido). The results showed that changes of latitudinal positions accompanied with the successive turnover, are primary factors determining nematode richness and abundance in different ways in forest ecosystems.</p>

DOI： 10.11519/jfsc.133.0_212

CiNii Research

対象： 大学生,　大学院生,　教育関係者,　研究者,　社会人・一般,　学術団体,　市民団体,　行政機関,　メディア

対象： 大学生,　大学院生,　教育関係者,　研究者,　社会人・一般,　学術団体,　市民団体,　行政機関

執筆者：本人以外 

執筆者：本人以外 

執筆者：本人以外 

執筆者：本人以外 

執筆者：本人以外 

執筆者：本人以外 

執筆者：本人以外 

執筆者：本人以外 

執筆者：本人以外 

執筆者：本人以外