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，以阐明光合产物向肥厚生长分配过程中的季节变化。当我们调查2020年砍伐后标记的落叶松树的年轮内13C的分布时，我们发现，在高层化活动期间的光合产物立即被用来加厚木质部的细胞壁，在分化过程中，在或者，建议重新启动后立即储存并使用光合产物。与常绿柳杉相比，形成层停止时或形成层刚恢复时，木质部检测到的光合产物δ13C值极小，表明该时期的光合产物主要分布在树干扩大生长以外的区域。有一种可能性是。利用2021年采集的落叶松和雪松样本，分析了淀粉和可溶性糖含量的径向和季节变化。结果表明，落叶松和雪松的可溶性糖含量变化规律相似，但落叶松的变化更大。此外，淀粉含量也呈现出不同的波动规律，6-9月落叶松含量有所增加，而雪松含量有所减少。其次，为了观察树内生物量的生长量，我们用刀标记法继续观察树干增粗的进展情况。我们通过使用雪松和落叶松扫描仪方法定期获取的细根生长量图像来分析落叶松和雪松的根物候。落叶松树在春季生长开始时突然伸长，而雪松树则以相对缓慢的速度生长。第三，利用生态系统模型（BiomeBGCMuSo6.0.3）估算了高山常绿针叶林地雪松林1990年至2013年的年树干生物量增长，并根据树木年轮数据估算了生物量增长（R2=。 0.20）。