• 検索結果がありません。

学位論文内容の要旨

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

シェア "学位論文内容の要旨"

Copied!
4
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)

博士(環境科学)Edgard Alves BontempoeSilva

学 位 論 文 題 名

    A physiological and morphological field study of Abies sachaZ 加 e ぬ 閉 § andf を ea 宮 : を 由 口 ガ juVenileSOfdi 任 erentSiZe ― ClaSSeS

(トドマッとアカエゾマツの異なるサイズの幼木に関する生理学的及び形態学的野外研究)

学位論文内容の要旨

        Abies sachalinensis ( I‑ Iツ ) and Picea glehnii (7jj Iゾ マ ツ ) are major components of the forests of Hokkaido, Japan. Similar Spruce‑Fir forests can be found in large portions of the northem hemisphere and will.probably be impacted by global warming. A recent work suggests that reversals in competitive superiority at different developmental stages could be important to explain their coexistence. Such shifts in competitive advantage can be mechanistically understood by studying the corresponding  physiological differences between distinct life stages. Nevertheless, no work has been done comparing juvenile trees at difFerent developmental stages :in the understory. .  Therefore,  the objective of this study was to investigate the photosynthesis of shade‑growing juveniles of these two species at two different size‑classes, seedlings and saplings,:in the field.

         The study was carried out on a sub‑boreal forest area in northwestem Hokkaido.

The size‑classes were defined based on the plants height in relation to the dwarf bamboo, Sasa senanensis, in the understory. We defined saplings as the juveniles of each species that surpassed considerably the height of the surrounding dwarf bamboo, and seedlings as those of shorter height than the dwarf bamboo undergrowth. In this study, photosynthetic pigments were qualified and quantified, to investigate differences on photosynthesis and photoadaptation between the studied species and size classes, as well as any possible variations in these characteristics that should happen throughout the growing season.

Microclimate variables were measured to characterize the environment at plant level and its variation though the studied period. Height, basal stem diameter and lateral shoot extension were measured to characterize growth. Finally, maxunum steady‑state photosynthetic rate accompanied by chlorophyll fluorescence were measured in the late summer, to analyze photosynthetic performance and to characterize the condition of the photosynthetic apparatus.

      This study showed that the photosynthetic capacity and the seasonal variation in the

−363―

(2)

content of photosynthetic pigments of A. sachalinensis and P. glehnii were different between saplings and seedlings. However, while some of these variables presented similar dynamics rn each of the two studied species or in each of the two studied size‑classes,  others showed mixed results that suggest a complex interaction between the species and the size‑class factors. Results showed that seedlings of both species had higher concentrations of de‑epoxidated photoprotective xanthophylls than saplings even though subjected to similar light conditions. This suggests that seedlings of both species are more sensitive to abiotic stress than saplings and apparently take longer to recover from the winter photoinhibited state. The observed variations in the measured chlorophyll a/b ratio suggest that it, and consequently the antenna complex of both species, responds in a similar fashion to the observed monthly microclimatic variations. This study is the first, to the author's knowledge, to show supporting physiological evidence for a photoinhibition tendency at the onset of bud‑break in these evergreen species,in the field. Furthermore, results show an :inversion of photosynthetic performance and growth rate between saplings and seedlings of both species. Photosynthetic capacity and lateral shoot extension rate decreased from the seedling to the sapling stage in A. sachalinensis but the opposite was observed in P. glehnii.

Abies sachalinensis had higher photosynthetic rates at the seedling stage but lower rates at the sapling stage than P. glehnii. Regardless of the dynamics observed within each species, A. sachalinensis had a higher lateral shoot extension rate than P. glehnii at both size‑classes. Our physiological results support previous ecological observations that A.

sachalinensis is a superior competitor to P. glehniiin the understory and it also shows that its competitive advantage is higher at the seedling stage than at the saphng stage.

―364 ‑

(3)

学 位 論 文 審 査 の 要 旨 主査 副査

教授 教授 教授 准教授 助教

原 大 原 甲 山 隅 田 小 野

登志彦      雅 隆司 明洋 清美

     学位論文題名

    A physiological and morphological field study of Abies sacha カヵ e 田 閉 ., sandf を eag 吸 出口 ガ juVenileSOfdi 任 も rentSiZe ‐ C1aSSeS

(トドマッとアカエゾマツの異なるサイズの幼木に関する生理学的及び形態学的野外研究)

    Abies sachalinensis and Picea glehnii are major components of the foresl二sofH・ok嫡d0 JaparL S血lilばSp叭】ce|Firfo瞰ぬcanbefound血1璽geび)ni(心0f吐蛤normemh閲血喞1e11eandw皿pot瑚〕り bebpac圃by臥 )Mw町liDg.Arece.ntwo血 剛 靜sI二S恤a賊 慣 蝴 泣 ∞1坤 甜 帆 剛 暉i面 ぢat 曲 ぬntd弸 洳 舛 順 賦Sl二ag儲b洫po衄ltめ 闘 )1a血 齲rcoexj蹴nce.Such出i触 血con駐 蜘ve adva臓gcc孤bem甜 珊i妬ca1】yund飃 ぬ 坩by伽 胡 瑠thecom甲 )n(bgph泗019酉d皿 翫 跚 髄 between弧 曲ctl譱s噂sIN即 酣 hele鴎no弸kh譌boendo鵬bycomlwing亅uv閉 弛 缸 髑at m像 織吐deve】9pma曲lS蛾geS血仕 忙1mdば呶) づnl口ef )鴫the( 蛔ec;dVeormbSmdyW譌め缸V鵠世離 缸 山 め 叩 曲 e出of出aぬ 野 ) 而ngju珊m鵠of也eSetm叩ec瓶altwo皿 ぬ 虹sizedass魁 蝋洫ngsand呵洫1齲m仕℃丘el・d

    n把SMyW譌Camodo皿 血a錮 ¢ ‐bor閉1fore駐 血rめm髄lH出 出 面 (lo.11鷽 竝 鴛daSS齬We陀 讎i耐ぬ凪0nthep觚1鹸如血砒緬めmedw甜ぬnboo,&醐淵鰄ぬ,mmel炳めげ.

n蛤 闘plingw孤de伍1ed譌u鷙jlI丶 ′伽neof閉ch叩 齢iesmats岨pIssedc0懲idaabり 仕 ℃kぬM0ftbe smou晒ngdwadぬmb00, and廿le鰍 迎ing譌 恤of血 ) nerheigMm孤 仕 ℃ 弧 田db11b00 l血 虹 が m価 ,m吐 血 伽dy,phm) 叩 価e曲 皿 知e心w講 印 耐i丘edめ 弧 憐dg眦 耐 瓶mces血 ph0啣砿醯and曲0蜘d珥刪an恥職en恤鰍脚駟弧and血ぬ蝋謎weu認any

p0函blev面 面0ns血 廿le鶯cha職ter研cs恤 血 洫h印pen価m1画01吐 仕Bぴ )Wing餓 ー Microcmna旭V孤iableSWe陀m閉Suredめdl証a曲面 鴛the卸umnmemat廿蛤plamlevel舳d砥Var函i〔 )n 出ou曲 吐 虻S山 匝ed¢ 遍OdHei gMkIS出 蚰nm田netぱandlme脚 出00tD池n虹0nWe陀m閉SLm甜 め cha撤 缸 ぬ び )WL珊 ロ 耽 maxim1珊 飴adps眦ph呶 剛 耐 臓 餓 唾 卿1er蜥 也mば )pll) ′u 0ば 鵬soer賦Wemm閉 圃 賦dm廿 忙la七 日mmer価 組 尚y跫 皿1( 畑 町nthe血 ぱ 耐bIm跚ce証dめ ch珊m血恤condmonof仕℃曲魄珂m血鰯para弧.

    1hb蜘dy出 ) w甜 恤 仕 忙ph鰍 珂m矧ic嚠 脚 ぢand蝕 蝋1蠍dva血 血 岨 洫 仕 ℃cor蜊of phm珂皿忙血pigmeぬofA餓漑ぬ絖譱andP餓繃w講d弧珊nt岶M職呵洫鬱and

蝋 皿ngs. Hc州eV鸚m出 鰍 neofme艶 珊iabb舛 繊 刪 血1皿ardyn組licsmeachof恤two m娃ed叩eciesor血 翻 出Ofthe弧D釦 ロied錨Zeda鴎e烏 硼 ユe心 出0WedmiXedmSub廿 皿Su銘 : &a     ―365―

(4)

8 m p l e x   i n t e r a c t i o n   b e t w e e n   t h e   s p e c i e s   a n d   t h e   s i z e ‑ c l a s s   f a c t o r s .   T h e   r e s u l t s   o f   t h i s   s t u d y   s h o w e d   t h a t

s e e d l i n g s   o f   b o t h   s p e c i e s   h a d   h i g h e r   c o n c e n t r a t i o n s   o f   d e ‑ e p o x i d a t e d   p h o t o ‑ p r o t e c t i v e   x a n t h o p h y l l s   t h a n

s a p l i n g s   e v e n   t h o u g h   t b e i r   l i g h t 8 n d i t i o n s   w e r e   s i m i l a r .   T b i s   s u g g e s t s   t h a t   s e e d l i n g s   o f   b o t h   s p e c i e s   a r e

m o r e   s e n s i t i v e   t o   a b i o t i c   s t r e s s   t h a n   s a p l i n g s   a n d   a p p a r e n t l y   t a k e   l o n g e r   t o   r e c Q v e r   f i o m   t h e   w i n t e r

p h o t o ‑ i n h i b i t e d   s t a t e .   T h e   o b s e r v e d   v a r i a t i o n s t h e   m e a s u r e d   c h l o r o p h y l l b   r a t i o   s u g g e s t   t h a t   t h e

a n t e n n a   c o m p l e x   o f   b o t h   s p e c i e s   r e s p o n d s   i n   a   s i m i l a r   f a s h i o n   t o   t h e   o b s a v e d   m o n t h l y   m i c r o c l i m a t i c

v a r i a t i o n s T h i s   s t u d y   i s   t h e   f r r s t   t o   s h o w   s u p p o r t i n g   p h y s i o l o c a l   e v i d e n c e   f o r   a   p h o t o ‑ i n h i b i t i o n

t e n d e n c y   a t   t h e   o n s e t   o f   b u d ‑ b r e a k   i n   t h e s e   e v e r g r e e n   s p e c i e s   i n   t h e   f i e l d     F u r t h e r m o r e t h e   r e s u l t s   s h o w

a   r e v e r s a l   o f   p h o t o s y n t h e t i c   p e r f o r m a n c e   a n d   g r o w t h   r a t e   b e t w e e n   s a p l i n g s   a n d   s e e d l i n g s   o f   b o t h

s p e c i e s .   P h o t o s y n t h e t i c   c a p a c i t y   a n d   l a t e r a l   s h o o t   e x t e n s i o n   r a t e   d e c r e a s e d   f r o m   t h e   s e e d l m g   t o   t h e

s a p l i n g   s t a g e s a c h a l i n e n s i s   b u t   t h e s e   i n c r e a s e d g l e h n i ' i .   A b i e s   s a c h a l i n e n s i s   h a d   h i g h e r

p h o t o s y n t h e t i c   r a t e s   a t   t h e   s e e d l i n g   s t a g e   b u t   l o w e r   r a t e s   a t   t h e   s a p l m g   s t a g e   t h a n   P     g l e S R e g a r d l e s s

o f   t h e   d y n a m i c s   o b s e r v e d   w i t h i n   e a c h   s p e c i e s ,   A     s a c h a l i n e n s i s   h a d   a   h i g h e r   W e r a l   s h o o t   e x t e n s i o n   r a t e

t h a n   P   g l e l m i i   a t   b o t h   s i z e ‑ c l a s s e s .     I b e   p h y s i o l o g i c a l   r e s u l t s   o f   t h i s   s t u d y   s u t   p r e v i o u s   e c o l o g i c a l

o b s e r v a t i o n s   t h a t   A   s a c h a l i n e n s i s   i s   a   s u p e r i o r 8 m p e t i t o r   t o   P   g l e h n i ' i i n   t h e   u n d e r s t o r y   a n d   a l s o   s h o w

t h a t c o m p e t i t i v e   a d v a n t a g e   i s   h i g h e r   a t   t h e   s e e d l i n g   s t a g e   t h a n   a t   t h e   s a p l i n g   s t a g e .

        T h e   e x a m i n a t i o n   c o m m i t t e e   r e c o g n i z e d   t h a t   t h i s   s t u d y   p r o v i d e s   n e w   i n s i g h t s   i n t o

e 8 l o g i c a l   p h e n o m e n a   i n   b o r e a l   f o r e s t s   f r o m   a   p h y s i o l o g i c a l   p o i n t   o f   v i e w   a n d 8 n t r i b u t e s   t o

t h e   d e v e l o p m e n t   o f   e c o l o g i c a l   a n d   e n v i r o n m e n t a l   s t u d i e s   o f   b o r e a l   f o r e s t s .   T h e 8 m m i t t e e

t h e r e b y 8 n c l u d e d   t h a t   t h e   a p p l i c a n t   i s   e l i g i b l e   f o r   t h e   d e g r e e   o f   D o c t o r   o f   P h i l o s o p h y

( E n v i r o n m e n t a l   S c i e n c e ) .

り の の

参照

関連したドキュメント

学位の種類 学位記番号 学位授与の日付 学位授与の要件 学位授与の題目

氏名 学位の種類 学位記番号 学位授与の日付 学位授与の要件 学位授与の題目

氏名 学位の種類 学位記番号 学位授与の日付 学位授与の要件 学位授与の題目

図2に実験装置の概略を,表1に主な実験条件を示す.実

Amount of Remuneration, etc. The Company does not pay to Directors who concurrently serve as Executive Officer the remuneration paid to Directors. Therefore, “Number of Persons”