中国北部草原の劣化生態系に生育する主要植物種に及ぼす気候変動の影響

气候变化对中国北方退化草原生态系统主要植物物种的影响

• 批准号: 07F07622
• 负责人: 清水 英幸
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07622/
• 关键词: 地球温暖化; 二酸化炭素(CO_2); 土壌水分; 複合影響; 草本; 灌木; 中国シリンゴロ草原; 国際研究者交流

植生衰退/土壌劣化が進行する中国北部草原生態系(シリンゴロ草原等)の現地環境/将来環境を環境制御室に再現し、二酸化炭素(CO_2)濃度増加、気温上昇、土壌乾燥化等の複合環境が、現地の主要な草本Stipa grandisや灌木Caragana microphyllaに及ぼす影響を、生理生態/植生構造的に比較解析し、中国北部草原生態系に及ぼす気候変動の影響を予測する。また、劣化草原の回復・再生に資する乾燥地生態系の基盤的情報の提供に寄与する。CO_2濃度2段階(明/暗期:400/450、800/900ppm)、温度2段階(明/暗期:25/15、31/21℃)、灌水量4段階(30、60、90、120mm/月)の複合実験を行った。CO_2濃度増加は植物の生長を促進し、温度上昇はCO_2の効果を促進した。温度上昇は、C.microphyllaの生長を、400ppm CO_2で若干抑制し、800ppm CO_2で促進したが、S.grandisの生長を、両CO_2濃度で増加させた。水欠乏(30、60mm/月)は生長を抑制したが、特に400ppm CO_2および31/21℃で顕著であった。葉重比(LAR)や比葉面積(SLA)は、CO_2増加で減少し、S.grandisでは水ストレス増加により減少した。温度上昇は種や他の環境要因によって異なる影響を示した。C.microphyllaの光合成速度は、CO_2濃度上昇によって増加したが、温度上昇や水ストレス増加は、400ppm CO_2では抑制的に、800ppm CO_2でな促進的に作用した。ただし、高温かつ高水ストレスでは、光合成は抑制された。脂質過酸化(ダメージ)指標のマロンジアルデヒド(MDA)含有量は、温度上昇や水ストレス増加によって増加傾向を示したが、CO_2濃度上昇では顕著な影響が認められなかった。これらの結果から、高温や水欠乏による植物への悪影響はCO_2濃度上昇によって若干緩和される傾向が認められたが、激しい旱魃はこのCO_2効果を打ち消すことが示された。将来の気候変動予測シナリオにおいて、これらの環境要因の複合影響は、中国北部の半乾燥地草原生態系の生産性を減少させ、砂漠化を加速する可能性があることが示唆された。

Vegetation Decline/Soil Degradation Progresses in Steppe Ecosystem of Northern China Comparative analysis of the effects of local main herbs Stipa grandis and shrub Caragana microphylla on the local environment and future environment in the environmental control room, the increase of carbon dioxide (CO_2) concentration, the increase of temperature and the drying of soil. Prediction of the effects of climate change on grassland ecosystems in northern China. Information on the recovery and regeneration of degraded grasslands in dryland ecosystems is provided. CO_2 concentration, temperature and irrigation amount are two steps (400/450, 800/900ppm, 25/15, 31/21℃, 30, 60, 90, 120mm/month, respectively). CO_2 concentration increases plant growth, temperature increases CO_2 effect. The growth of C.microphylla was inhibited by 400ppm CO_2, promoted by 800 ppm CO_2, and increased by 800ppm CO_2. Water shortage (30, 60mm/month) inhibited growth, especially 400ppm CO_2 and 31/21℃. Leaf weight ratio (LAR) and specific leaf area (SLA) decreased with the increase of CO_2 and S.grandis increased with the increase of S.grandis. Temperature rise and other environmental factors affect the development of the environment. C. Photosynthesis rate of microphylla was inhibited by CO_2 concentration and promoted by CO_2 concentration. High temperature, high water temperature, photosynthesis Lipid peroxidation index (MDA) content increases with temperature and temperature, and CO_2 concentration increases with temperature and temperature. As a result, high temperature and water shortage affect the CO_2 concentration in plants. The prediction of future climate change indicates the possibility of decreasing productivity and accelerating desertification of semi-arid grassland ecosystems in northern China due to the combined effects of environmental factors.

项目成果

3次元空間上における植物体地上部・地下部構造成長シミュレーション

3D空间植物地上部分和地下部分的结构生长模拟

• 发表时间: 2008
• 作者: 矢ヶ崎泰海;伊藤祥子;陳利軍;許振柱;清水英幸
• 通讯作者: 清水英幸

Effects of Soil Drought with Nocturnal Warming on Leaf Stomatal Traits and Mesophyll Cell Ultrastructure of a Perennial Grass

土壤干旱和夜间变暖对多年生草本植物叶片气孔性状和叶肉细胞超微结构的影响

• DOI: 10.2135/cropsci2008.12.0725
• 发表时间: 2009-09
• 期刊: Crop Science
• 影响因子: 2.3
• 作者: Shimizu, H.;Xu, Z. Z.;Zhou, G. S.
• 通讯作者: Zhou, G. S.

Development of a functional-structural growth model of key plant species grown in desertificated regions.

开发荒漠化地区主要植物物种的功能结构生长模型。

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proceeding of the International Symposium on 'Mongolian Ecosystem and desertification'
• 作者: Sasakawa H.;Yagasaki Y.;Xu Z.;Zou C.;Ito S.;Chen L.;Zheng Y.;Shimizu H.
• 通讯作者: Shimizu H.

Eco-physiological responses of Agropyron cristatum and Caragana microphylla grown in China and Mongolia to water stress.

中国和蒙古生长的冰草和锦鸡儿对水分胁迫的生态生理响应。

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proceeding of the International Symposium on 'Mongolian Ecosystem and desertification'
• 作者: Ito S.;Zou C.Z.;Xu Z.Z.;Sasakawa H.;Jamsran U.;Chen L.J.;Zheng Y.R.;Shimizu H.
• 通讯作者: Shimizu H.

Growth responses to soil water stress of some key plant species grown in desertificated grassland in North-East Asia

东北亚荒漠化草原一些主要植物物种对土壤水分胁迫的生长响应

• 发表时间: 2009
• 作者: Itoh S.;Shimizu H.;Yagasaki Y.;Zou C. J.;Xu Z. Z.;Chen L. J.;Zheng Y. R.
• 通讯作者: Zheng Y. R.