北海道研究林では研究補助として定期的に渓流水の採取を行っています。
渓流水中に含まれる成分を測定することで窒素など生態系内の物質循環を調べたり、生物由来のDNAをもとにどんな生物がいるか知ることができます。
気候変動や植生の変化も水質に影響を及ぼしうるものですが、それを把握するには長期にわたるモニタリングが必須です。20年以上継続している調査もあり、今後の研究活用が楽しみです。
北海道研究林では研究補助として定期的に渓流水の採取を行っています。
渓流水中に含まれる成分を測定することで窒素など生態系内の物質循環を調べたり、生物由来のDNAをもとにどんな生物がいるか知ることができます。
気候変動や植生の変化も水質に影響を及ぼしうるものですが、それを把握するには長期にわたるモニタリングが必須です。20年以上継続している調査もあり、今後の研究活用が楽しみです。
京都大学フィールド科学教育研究センター 杉山 賢子
2022年より、標茶区で外生菌根菌に関する調査を始めました。
我々が普段見かける植物のほとんどは、根で何かしらの菌類と共生しています。中でも、ブナ科・マツ科・カバノキ科など森林の主要な樹種の根に感染し、相利的な養分の授受を行っているのが、今回の研究対象である外生菌根菌です。これら樹木の定着や生育には外生菌根菌との共生が不可欠であることから、外生菌根菌は森林の管理においても無視できない存在といえます。
北海道研究林で植栽されているカラマツ・トドマツ・アカエゾマツといった樹種はいずれも外生菌根菌と共生する樹種です。林にどのような外生菌根菌が定着するかは、その林の樹種組成や土壌環境といった林自体の環境要因に加え、外からどのような菌が加入してくるかといった周囲の林の影響も受けて変化すると考えられています (より広域には気候なども影響)。しかしこれまでの研究では、調査対象となる林自体の環境が着目されることが多く、周囲の林の影響についてはわかっていない部分が大きいです。
外生菌根菌は胞子を飛ばして新たな林に定着します。加えて菌種によって感染可能な樹木分類群が異なるため、どのような距離にどのような樹種組成の林があるかによって加入してくる外生菌根菌の種組成やその定着率が変化することが予想されます。本研究では、異なる樹種組成の林がモザイク状に広がる標茶区において外生菌根菌相の継続的な調査を行うことで、距離と樹種組成の影響を分離して周囲の林の影響を評価していきたいと考えています。
2022年は、標茶区で最も植栽面積の広いカラマツに着目し、同じ樹種でも林分間の位置関係や隣接する林分の樹種組成の違いにより外生菌根菌相が変化するのかを調査しました。調査は地図に示したカラマツ人工林9林分で、6月、8月、11月の計3回行ないました。
調査により、カラマツ林分間で外生菌根菌組成が異なること、その組成の違いは隣接する林分の樹種組成では説明されず、調査林分間の位置関係により一部説明されるということが示されました。しかし、どの林分間で外生菌根菌組成が類似する (または異なる) かというパターンは月によって異なっていました。大まかに、8月は北 (A, B) と南 (G-I) でも組成が似ていたのに対し、11月は北から南にかけて組成が変化していくという傾向が見られました (6月は空間構造見られず)。また、林分間で共有される外生菌根菌OTU (塩基配列の相同性に基づくグループ、今回はおよそ種に相当) 数も月によって変化していました。月により傾向が変わった理由は単年の調査ではわからないため、継続的な調査が必要です。
また、興味深い結果として、林分間で共通のOTUが優占するという結果も得られました。中でも、9林分全てで得られたラシャタケ属のOTU (11月は8林分のみから検出) は、林分ごとの出現頻度も最も高く、カラマツの生育に対する影響が気になるところです。
2022年はカラマツ林のみで調査を行いましたが、周囲の林からどのような菌種が加入してきているかを知るためには、他の樹種の外生菌根菌組成も調査する必要があります。2023年は樹種を増やして調査を継続する予定です。また現在は、定着済みの外生菌根菌に着目していますが、今後、林間での菌の移動分散も評価するべく、方法を検討中です。
4月20日・21日に、菌類に関する研究補助で土壌の採取を行いました。
20日は標茶、21日は白糠にて採取しました。
研究者の指示に従い、上部の土壌から匙の長さの半分ほどの深さの土壌まで、匙を使って容器に入れました。落葉などのリター層もある程度含めて採取しました。容器に入れる際は押し込むようにしっかりと入れました。
今は融雪期にあたり、場所によってはまだ土壌凍結しています。山の植生や地形等を熟知していないと、研究に適した場所を提案することも難しいシーズンです。
案の定日当たりの悪いところではまだ雪が残っていました。
雪の下の土壌は未だに凍っておりカチカチでした。
雪の近くの土壌も採取したいとのことで、凍結した土壌を頑張って砕き、土壌を採取しました。
今回採取したサンプルを持ち帰り、解析を行うそうです。
良い結果が出るといいなと思います。
北海道研究林白糠区で採取されたキクラゲが日本国内で初めて記録された種として報告されました。
このキクラゲは2020年9月に天然林での調査中にトドマツの落枝についていたものと、2021年4月にトドマツ造林地の除伐中に、枯死した個体の幹についていたものを技術職員が採取したもので、栃木県内のウラジロモミに発生していたものとともに、三重大学の白水貴博士らによって分子系統解析と形態比較が行われA. americana s. str.と同定されました。
これまで国内において正式なA. americana s. str.の報告がないため,本種の日本初報告となりました。
北海道から多くの標本が得られたことから、A. americana s. str.の和名としてキタキクラゲと提唱されました。
白水博士によると、市場に広く流通しているキクラゲ属菌の栽培では、培地の主原料として広葉樹材が用いられており、針葉樹材の利用は不適とされています。
一方、A. americana s. str.の子実体はモミ属やマツ属などマツ科の針葉樹材上に発生することから、針葉樹材を用いたキクラゲ属菌栽培手法の確立において有望な系統となることが期待されています。
白水貴,大前宗之,新井文彦,稲葉重樹,服部友香子(2021)日本新産種Auricularia americana s. str. (キクラゲ目).日本菌学会会報62.125–130
8月4~5日に、酪農学園大学の教員と学生が来研し、下層植生の森林生態系への影響についての研究のための調査が行われ、北海道研究林の技術職員4名が研究補助業務を行いました。
この研究は2015年度から調査区を設定して実施されており、毎年この時期に人為的に下層植生を取り除く処理を行うため、技術職員が刈払機を使ってササ類を刈払う作業を行っています。
今年度は厳しい暑さが異常ともいえるほど続く北海道ですが、このような環境下での作業の際は、水分と塩分をこまめに補給するなどの熱中症対策を心がけています。
京都大学北海道研究林のある道東地域では、太平洋沿岸域の地磁気が周辺と比べて顕著に強いことが知られています。こうした磁気異常は、千島海溝沿いに点々とみられるもので、太平洋プレートの沈み込み活動に伴い、磁性鉱物に富む岩石が地下にできているためではないかと考えられています。千島海溝沿いでは、プレート境界型の大地震が数10年間隔で発生しており、平時には、この地域の地盤は西北西−東南東方向の圧縮を受けています。磁性を帯びた岩石が圧縮されると、周辺の磁場が変化することが知られており(応力磁気効果と呼ばれます)、それを念頭に地磁気と大地震の関係を調べるために、この地域では1970年代から北海道大学が地磁気観測を続けています。現在は、京都大学北海道研究林標茶区(図1のSHI)を含め、道東地域の8カ所に磁力計を設置して連続観測を行っています。
この地域の地磁気は、その経時変化も特異であることが、私たちの観測で明らかになっています。元来、地磁気の年単位のゆっくりとした変動(永年変化)の大半はグローバルな現象であり、地球深部(外核)起源と考えられています。このため、道東地域程度のスケールでは永年変化の傾向はほぼ同じです。しかし、各観測点の変化をMMB(気象庁女満別地磁気観測所)からの「ずれ」としてより詳しく見てみると、太平洋岸に近いところでは、内陸に比べて永年変化の傾きが顕著に大きいことがわかりました。
このような観測結果は他の地域で報告例がありませんが、プレート運動などの地殻活動に起因している可能性があります。さらに、2016年頃からこの変化の傾きが小さくなってきていることもわかってきました。これが地殻起源のシグナルかどうかは現時点では判断できませんが、今後も粘り強く観測を続け、この現象の正体を明らかにしていきたいと考えています。
北海道研究林に常駐し研究をされている本学博士課程2回生の中山理智氏が、2021年森林学会学生奨励賞を受賞されました。
そこで受賞された研究について、インタビュー形式で研究紹介をしていただきました。
Q. 今回の受賞にあたり、まずは一言お願いします。
A. 栄誉ある賞をいただき光栄に思います。この受賞によって調査地である北海道研究林に興味を持つ研究者が増えるかと思いますが、学部のころから非常にお世話になった北海道研究林への恩返しとなればいいなと思います。
Q. 簡単に研究内容のご紹介をお願いします。
A. 本研究は「天然林を人工林にした時に土壌の中の微生物にどんなインパクトがあるのか?」を明らかにしようとしたものです。細菌や真菌などの土壌の微生物は落ち葉や動物の遺体を分解し、植物が使える養分に変えてくれるので森林における植物の健全な成長には欠かせない存在です。森林土壌をひとつかみするとその手の中に数百, 数千億もの細菌や真菌が生きています。多様で目に見えない微生物も人や動物のように他の微生物と関係しあって生きています。本研究では微生物同士の共存関係に特に重点を置きました。結果として、人工林では天然林よりも細菌同士の共存関係が失われており、特にカラマツ人工林でトドマツ人工林よりも共存関係の喪失が強くみられました。共存関係が少なくなると微生物が担う機能が低下したり、さらなる環境の変化に弱くなったりすると言われています。このことから、本研究は人工林造林における樹種選択には微生物の共存関係を考慮する必要があることを指摘しました。
Q. 論文を執筆する際に一番苦労されたことは何でしょうか?
A. 微生物の研究は現在はDNA分析などの分子生物学的手法ものが主流となっています。分子生物学的な分析や解析は日進月歩なので、数年前に最新だった手法では太刀打ちできないこともあります。最先端の分析技術はなかなか使えないので、アイデアでどう勝負するか考えることが一番苦労したところではないでしょうか。
Q. 今後の展望など、最後に一言お願いします。
A.本研究では40年生ほどのトドマツ人工林、カラマツ人工林を用いました。今後はより樹種を増やすなどして、どの樹種が生態系へのインパクトが少ないのかを明らかにしたいと考えています。また一度失われた共存関係は100年ほどで回復するといわれていますが、回復過程にも樹種の違いがあるのかも解明したいです。最終的にはこうした知見をもとにより長期的に持続可能な人工林管理方策を立案できればいいなと思っています。
常駐されているので普段から顔を合わせはするものの、研究内容については具体的に知らないことが多く、今更ですが研究イメージを掴むことが出来ました。
今後も当研究林を利用して素晴らしい研究を続けていただきたいと思います。
本当に受賞おめでとうございました。
標茶の事務所から自動車で片道2時間かかる白糠のサイトで定期的にリター(森に落ちる葉や枝、種など)のサンプリングをしています。
15年以上続く調査で森林の物質循環を調べているものです。
秋が深まった今回は落ち葉も大量でしたが、紅葉も美しく日の射す瞬間には息をのむような光景も見られました。
(息をのむような急傾斜もあり、サンプルの袋を谷底に転がしたことも)
お知らせ欄にも記載しましたが、本研究林に年間約250日滞在して研究を行っている中山理智氏が、2019(平成31)年3月21日(木)に、新潟コンベンションセンター「朱鷺メッセ」(新潟市)で開催された第130回日本森林学会大会において、「北海道東部の天然林及び人工林の土壌細菌・真菌群集構造と共存ネットワーク」についての研究発表を行い、日本森林学会学生ポスター賞を受賞されました。
日々の研究が賞という目に見える形で評価されたことは、研究補助を行っている研究林スタッフとしても励みになり非常に喜ばしい限りです。
また研究以外では長期滞在利用者という視点から、施設が抱えていた目に見えない問題を我々に伝え、施設の改善・充実にも大きな貢献を果たしてくれています。
中山氏に限らず、これからも本研究林を利用しての研究・教育活動を随時受け付けております。
【標茶】雪にも負けず、現場作業をこなします。