樹木葉の不均一な気孔開閉メカニズムとガス交換に与える影響の解明

阐明树叶气孔开闭不均匀的机制及其对气体交换的影响

基本信息

  • 批准号:
    23580207
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2011 至 2013
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は、東南アジア熱帯雨林および日本の冷温帯落葉樹林を対象として、不均一な気孔開閉が起こるメカニズム(様式・頻度)を把握し、またそれが個葉や森林群落のガス交換過程にどの程度影響を与えているのかを定量的に明らかにすることを目的とした。個葉における不均一な気孔開閉特性の把握を行うために、苗木および森林内の成木を用いて、個葉ガス交換速度の日変化を測定し、気孔開度の不均一性を考慮したガス交換モデルを用いて、実測値とシミュレーション結果との比較を行った。また各時間帯に、SUMP法を用いて葉の表皮のレプリカを取り、顕微鏡観察から気孔開度分布様式の把握(葉の中で均一あるいは不均一な気孔開閉が生じているか)を行った。その結果、東南アジア熱帯雨林および日本の冷温帯落葉樹林の広葉樹では、日中の強い光を受け、不均一な気孔閉鎖を伴った急激な光合成低下が起こっており、それを引き起こす主要因は飽差の上昇であることが明らかになった。さらに熱帯では、森林の階層構造の中で、上層に分布する樹木葉では不均一な気孔閉鎖が起こったが、中・下層の樹木葉では常に均一な気孔開閉が起こっており、気孔開閉特性に鉛直分布が存在することが分かった。また、ガス交換測定とクロロフィル蛍光画像測定を同時並行的に行い、葉内の気孔開度の不均一性の空間スケールを算出した。半島マレーシアのパソ森林保護区でのフラックス観測結果とBig-Leafモデルを用いた計算から、不均一な気孔開閉は、個葉ガス交換特性だけでなく、群落全体のガス交換量にも影響を与えることを確認した。今後は、不均一な気孔開閉が起こる頻度や条件を推定する手法を確立する必要がある。一方、リモートセンシング技術を利用して、熱赤外画像から樹種ごとに気孔・群落コンダクタンスを推定するための枠組みを合わせて開発した。今後は、森林内の樹種優占度も考慮した推定手法の改良が必要である。
This study aims to determine the degree of influence of different leaf and forest communities on the process of forest exchange and quantify the effects of different pore opening and closing patterns on the occurrence of forest leaf and forest leaf in the southeast and in the cold zone of Japan. To determine the characteristics of the opening and closing of the pores in the leaves, to measure the variation of the exchange rate of the leaves, to consider the heterogeneity of the pore opening, to compare the results of the measurement. In each time zone, SUMP method was used to determine the distribution pattern of pore openings in the epidermis of leaves. Microscopic observation was used to determine the distribution pattern of pore openings in leaves. As a result, the temperature of the rain forest in the southeast and the leaves of the forest in the cold temperature zone are affected by the strong light in the middle of the day, and the uneven light is blocked. The light synthesis is low. In the middle and upper layers of the forest structure, the tree leaves are distributed unevenly, and the tree leaves in the middle and lower layers are distributed evenly, and the tree leaves in the middle and lower layers are distributed vertically. The spatial distribution of pore openings in leaves and rows is calculated simultaneously by measuring the exchange rate and light profile. The results of measurement in the Peninsular Forest Reserve show that the effects of different pore opening and closing, individual leaf exchange characteristics, and community exchange on the population are confirmed. In the future, the frequency and condition of uneven hole opening and closing shall be established. A method for estimating the number of tree species and the number of tree species is proposed. In the future, it is necessary to consider the improvement of the estimation method for the tree species in the forest.

项目成果

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Vertical variation in leaf gas exchange parameters for a Southeast Asian tropical rainforest in Peninsular Malaysia
  • DOI:
    10.1007/s10265-012-0495-5
  • 发表时间:
    2012-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Y. Kosugi;S. Takanashi;N. Yokoyama;E. Philip;Mai Kamakura
  • 通讯作者:
    Y. Kosugi;S. Takanashi;N. Yokoyama;E. Philip;Mai Kamakura
Simulations and observations of patchy stomatal behavior in leaves of Quercus crispula, a cool-temperate deciduous broad-leaved tree species.
寒温带落叶阔叶树种卷叶栎叶子斑片气孔行为的模拟和观察。
  • DOI:
    10.1007/s10265-011-0460-8
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Kamakura M.;Kosugi Y.;Muramatsu K. and Muraoka H.
  • 通讯作者:
    Muramatsu K. and Muraoka H.
The effect of patchy stomatal behavior on leaf- and canopy-scale CO2 flux of a tropical rainforest in Peninsular Malaysia, Pasoh
马来西亚半岛巴索热带雨林斑片气孔行为对叶和冠层二氧化碳通量的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kamakura M.;Kosugi Y.;Takanashi S. and Philip E.
  • 通讯作者:
    Takanashi S. and Philip E.
野外温暖化実験におけるミズナラの個葉ガス交換特性に対する温度の影響
田间增温试验温度对栎属栎属单叶气体交换特性的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kamakura M.;Kosugi Y.;Takanashi S. and Philip E.;森千佳;鎌倉真依
  • 通讯作者:
    鎌倉真依
Observation of the scale of patchy stomatal behavior in leaves of Quercus crispula using Imaging-PAM chlorophyll fluorometers
使用 Imaging-PAM 叶绿素荧光计观察卷叶栎叶片斑片状气孔行为的规模
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kamakura M.;Kosugi Y.;Takanashi S.;Tobita H.;Uemura A. and Utsugi H.
  • 通讯作者:
    Uemura A. and Utsugi H.
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  • 通讯作者:
    Wakana Azuma
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    鎌倉 真依;東 若菜; 鶴田 健二; 小杉 緑子;東 若菜・中島健志・鎌倉真依・立石麻紀子・鶴田健二・吉村謙一・小杉緑子
  • 通讯作者:
    東 若菜・中島健志・鎌倉真依・立石麻紀子・鶴田健二・吉村謙一・小杉緑子
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利用微红外光谱法阐明日本柳杉针叶的保水机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    鎌倉 真依;東 若菜; 鶴田 健二; 小杉 緑子;東 若菜・中島健志・鎌倉真依・立石麻紀子・鶴田健二・吉村謙一・小杉緑子;井上直樹・東 若菜・鎌倉真依・小杉緑子;東若菜
  • 通讯作者:
    東若菜

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