Clarification of carbon allocation within tree stem by 13CO2 pulse labeling and development of a radial growth model

通过 13CO2 脉冲标记阐明树干内的碳分配并开发径向生长模型

基本信息

批准号：
20H03041
负责人：
安江恒
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

第一に光合成産物の肥大成長への配分過程の季節変動をあきらかにするための13CO2パルスラベリング実験を行った。2020年度にラベリングを行ったカラマツについて，伐採後に年輪内への13Cの配分を調べたところ，成層活動が盛んな時期の光合成産物は直ちに分化中木部の細胞壁肥厚に用いられ，形成層停止中あるいは再開直後の光合成産物は一旦貯蔵されたうえで用いられることが示唆された。常緑のスギと較べて，形成層停止中あるいは再開直後の光合成産物について，木部において検出されるδ13C値が非常に小さいことからこの時期の光合成産物は樹幹の肥大成長以外の部位に多く配分されている可能性がある。2021年度に採取したカラマツとスギの試料を用いて、デンプンと可溶性糖の含有量の樹幹放射方向および季節変動について解析を実施した。その結果、可溶性糖含有量ついては、カラマツとスギで同様の変動パターンを示したが、カラマツの方が変動が大きかった。さらに、デンプン含有量については、カラマツでは6-9月に増加するものの、スギでは減少するなど異なる変動パターンを示した。第二に，樹体内バイオマス成長量を観測するために，樹幹においてはナイフマーキング法による肥大成長経過の観測を継続した。スギ，カラマツを対象に，スキャナ法による細根成長量について定期的に取得した画像の解析をすすめ、カラマツとスギの根フェノロジーを解析した。カラマツでは春季の成長開始時に一斉に伸長していることや、スギは比較的ゆるやかに増加していた。第三に，生態系モデル（BiomeBGCMuSo6.0.3）を利用して、高山常緑針葉樹林サイトにおける1990年から2013年のスギ林における年間の幹バイオマス成長量の試算を行い、年輪データに基づいたバイオマス成長との比較を行った（R2=0.20）。

首先，我们进行了13CO2脉冲标记实验，以揭示光合产物分配过程中季节性变化对肥厚性生长。当我们调查切割后多年生环内13C的分配时，研究了2020年标记的落叶松，并建议在高分层活性期间的光合产物用于氧化物中部的细胞壁增厚，而光合作用的产物在Caudal终止期间或在重新开放后立即使用光合作用。与常绿雪松相比，尾终止期间或之后的光合产物很小，因此目前有可能将更多的光合产物分配给除树干的生长以外的其他地点。我们使用2021年收集的落叶松和雪松样品对淀粉和可溶性糖含量的径向方向和季节性变化进行了分析。结果，关于可溶性糖含量，在落叶藻和雪松中观察到相同的变异模式，但是落叶藻的变化更大。此外，淀粉的含量显示出不同的波动模式，落叶松在6月至9月之间的增加，而雪松却减少了。其次，为了观察树体中生物量的生长量，我们继续使用刀具标记方法观察树木生长的生长过程。我们提出了使用雪松和落叶松的扫描仪方法定期分析针对细根生长量的图像的分析，并分析了落叶丘和雪松的根系候。在春季生长开始时，落叶丘生长，而雪松则相对较慢。第三，使用生态系统模型（BiomeBGCMUSO6.0.3），我们估计了1990年至2013年在高山常绿针叶林地的雪松森林中的年度茎生物量增长，并将其与基于年度环数据（R2 = 0.20）的生物质生长进行了比较。