温暖化及び生育期間の延長が高山植物の成長特性に及ぼす影響

全球变暖和生长季延长对高山植物生长特性的影响

• 批准号: 09740580
• 负责人: 和田 直也
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740580/
• 关键词: 温暖化; 高山植物; 高山生態系; オープン・トップ・チャンバー; 物質生産; 繁殖生態; 伸長成長; 葉の特性; 種子生産

温暖化が高山植物の成長特性にどのような影響を及ぼすのかを予測するため、オープン・トップ・チャンバー(OTC)を用いた野外実験を、1997年度から1998年度まで、富山県立山山地・浄土山〜竜王岳にかけての高山帯(標高約2700m)で行った。本研究においては、常緑性矮小木本・ガンコウラン(Empetrum nigrum var.japonicum)とミネズオウ(Loiseleuria procumbens)及び落葉性矮小木本・チンダルマ(Sieversia pentapetala)を対象材料とした。OTC処理により地上約5cmでの温度はOTC外の温度に比べ、約2°C上昇した。ハイマツに囲まれた平坦地で雪解けの早い調査地1では、草本植物が少なく、ガンコウランとミネズオウが高い割合で生育していた。約二年間の温暖化処理により、シュート当りの葉の枚数・シュート伸長量・シュート重量(葉重量+枝重量)が、ガンコウランとミネズオウ両種ともに増加したが、その反応はガンコウランでより顕著であった。ガンコウランは上方の伸長成長が著しく、そのため小さいスケールではあるがミネズオウを下層にした階層構造が形成されていた。葉の窒素濃度は両種とも温暖化処理により減少した。風衝地からやや離れた東斜面上に設定した調査地2では、ガンコウランとミネズオウよりもハクサンイチゲ・タカネウスユキソウ・ネバリノギランなどの草本植物が優占していた。調査地1とは対称的に、OTCによる温暖化処理によってガンコウランとミネズオウともに物質生産性が低下し、葉の窒素濃度は増加する現象がみられた。OTCによる温暖化効果は木本植物よりも草本植物でより顕著で、そのためガンコウランとミネズオウは被圧された結果、生産性の低下や葉中の窒素濃度の増加が生じたものと考えられる。多くの種が共存している自然植生においては、温暖化による影響は各種類によって異なり、競争関係の変化を通じて植物の群落構造が変化するものと予想される。調査地2において調査したチングルマでは、OTCによる温暖化処理によって花の性表現が変化し、オス器官よりもメス器官への物質分配が増加し、その種子の生産性も増加した。以上のように温暖化は成長特性だけでなく、繁殖特性にも大きな影響を及ぼすものと考えられ、今後より詳しい調査が必要である。

The effects of warming on growth characteristics of alpine plants and the prediction of growth characteristics of alpine plants were studied in the field. From 1997 to 1998, the high mountain zone (elevation about 2700m) was established in Toyama, Tachiyama, and Longwangyue. In this study, evergreen dwarf woody plants (Empetrum nigrum var.japonicum) and deciduous dwarf woody plants (Sieversia pentapetala) were studied. The temperature of OTC treatment is about 5 cm above ground, about 2°C higher than that of OTC treatment. In the early part of the investigation, the grass plants were cut off from each other. The number of leaves, elongation, weight (leaf weight + branch weight) of each plant during warming treatment for about two years increased, and the number of leaves increased. The upper part of the body is elongated and the lower part is formed. The concentration of chlorophyll in leaves was decreased by warming treatment. The wind strikes the ground and sets it on the east slope. The investigation site 2 is opposite to the ground. The grass plants are preferred to the ground. In the investigation, the phenomenon of decrease in substance productivity and increase in leaf nutrient concentration was observed. OTC warming fruit, woody plants, herbaceous plants, etc., are produced under high pressure, resulting in low productivity and increased concentrations of phytohormones in leaves. The coexistence of multiple species in the natural vegetation, the warming, the influence of different species, the competition, the change of plant community structure, and so on In the second investigation, the sexual expression of flowers was changed, the distribution of substances in organs was increased, and the productivity of seeds was increased under the warming treatment. The growth characteristics of the above-mentioned warming and reproduction characteristics are greatly affected and examined, and detailed investigation is necessary in the future.

项目成果

Naoya Wada: "Responses of reproductive traits to short-term artificial warming in a deciduous alpine shrub Geum pentapetalum(Rosaceae)" Proceeding of the NIPR Symposium on Polar Biology. 11巻. 137-146 (1998)

Naoya Wada：“落叶高山灌木 Geum pentapetalum（蔷薇科）繁殖特征对短期人工变暖的反应”NIPR 极地生物学研讨会论文集，第 11 卷，137-146（1998 年）。

和田直也: "Responses of reproductive traits to short-term artificial warming in a deciduous alpine shrub Geum pentape talum" Proceedings of the NIPR Symposium on Polar Biology. 11. 143-152 (1998)

Naoya Wada：“落叶高山灌木 Geum pentape talum 生殖特征对短期人工变暖的反应”NIPR 极地生物学研讨会论文集 11. 143-152 (1998)。