Journal of Forest Research, Vol.22, No.6(2017年12月)

種類: 特集/巻頭言
Title: Fir species and forests/Preface
巻頁: J For Res 22 (6): 325
題名: モミ属、及びその森林/巻頭言
著者: 関剛・渋谷正人・Andrej BONČINA
所属: 森林総合研究所 北海道支所・北海道大学・University of Ljubljana

種類: 特集/原著論文
Title: Ecology and silviculture of silver fir (Abies alba Mill.): a review
巻頁: J For Res 22 (6): 326–335
題名: ヨーロッパモミ(Abies alba)の生態と造林: 総説
著者: Dorota Dobrowolska・Andrej Boncina・Raphael Klumpp
所属: Forest Research Institute, Poland
抄録: Silver fir (Abies alba Mill.) is one of the most valuable conifer trees in Europe for historical and economic reasons. Growing interest in the species, along with the recognition that silver fir was subjected to inappropriate silvicultural measures during the 20th century due a lack of understanding of its ecology, have spurred recent studies from various disciplines which have yielded new insights into the gene ecology, history, ecology, structure and dynamics of fir populations. In this paper we provide a multidisciplinary, synoptical review discussing the prospects for silver fir forestry in the 21st century. We describe the main characteristics of the history and ecology of silver fir, with a particular emphasis on gene ecology and the structure and dynamics of fir populations with respect to mixed stands and fir management. Fir is a fundamental species for maintaining high biodiversity in forested ecosystems because of its shade tolerance, plasticity to environmental conditions and ability to coexist with many tree species. Silver fir ecotypes show remarkable variation in features such as frost hardiness, drought resilience and shade tolerance. Fir can create stands of heterogeneous stand structure, from one-storied through to multi-storied structure and finally to selection structure. Natural regeneration of fir will be scarce if fir stands are managed inappropriately through the application of clear cutting, a short regeneration period and abrupt removal of shelter trees. Climate change is expected to reduce the abundance and distribution range of silver fir. Improvements in forest management treatments are recommended to improve silver fir conservation.

種類: 特集/原著論文
Title: Extending effect of a wind disturbance: mortality of Abies sachalinensis following a strong typhoon in a natural mixed forest
巻頁: J For Res 22 (6): 336–342
題名: 強風撹乱の長期的な影響: 天然生混交林における台風後のトドマツの枯死率
著者: 佐藤剛・山崎遥・吉田俊也
所属: 北海道大学大学院環境科学院
抄録: 台風などに伴う強風は、日本の多くの森林において、もっとも主要な自然撹乱要因である。その際の樹木の消失にともなう林分構造の急激な変化は、微気象環境等の変化を通して、さらなる樹木の枯死につながる可能性がある。そこで本研究は、強風撹乱が、間接的な要因による枯死を樹木に及ぼすという仮説を、北海道の天然生林の代表的な優占種であるトドマツを対象に検証した。顕著な台風撹乱が生じた2004年を含む前後の期間で調査した結果、その後8年間におけるトドマツの枯死量は、撹乱による直接的な枯死量と同程度に達していることがわかった。撹乱後1–2年の期間の枯死は、強風時の撹乱域と空間的に近接しており、また、強い風の記録がなかったにも関わらず根返りの形態が多く見られたことから、撹乱時の物理的なダメージが影響したことが示唆された。一方、撹乱から3–8年後には、撹乱を契機に成長量が減少した個体が多く枯死する傾向が見られた。強風による撹乱の影響は、物理的なダメージに起因するものから、次第に生理的なストレスによるものへ推移しつつ、長期にわたって継続することが明らかになった。

種類: 特集/短報
Title: Radiocesium concentration in seeds of Japanese fir (Abies firma Sieb. et Zucc.) growing in Fukushima forests 4.5 years after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident
巻頁: J For Res 22 (6): 343–347
題名: 東京電力福島第一原子力発電所事故から4年半後の福島県に生育するモミの種子における放射性セシウム濃度
著者: 大庭ゆりか・山田俊弘
所属: 広島大学総合科学研究科
抄録: 種子の健全性は、全ての植物にとって極めて重要である。しかし、採取機会が限定される樹種では、種子の環境汚染に関する情報は限られている。モミ(Abies firma Sieb. et Zucc.)は福島県の天然二次林に多く生育し、その結実には豊凶があり、2〜3年間隔で豊作を迎える。そのため、モミの種子の放射能汚染に関する情報は少ない。本研究では、東京電力福島第一原子力発電所事故から4年半が経過した時点でのモミの球果構成部位(種子、種翼、種鱗複合体)の放射性セシウム(137Cs)汚染レベルを明らかにした。種子、種翼、種鱗複合体の137Cs濃度には差があり、種子の137Cs濃度が最も低い値を示した。このことから、種子食動物と球果食動物において137Cs汚染レベルが異なることが予想される。

種類: 原著論文/社会経済-計画-経営
Title: Efficiency analysis of thinning based on daily reports of forest operations: the case of Hiyoshi, Japan
巻頁: J For Res 22 (6): 348–353
題名: 作業日報に基づいた間伐の効率性分析
著者: 嶌田栄樹,藤野正也,栗山浩一
所属: 京都大学大学院 農学研究科 生物資源経済学専攻
抄録: 日本における森林施業は効率化が求められている。ところが、複数の施業地における作業実績を用いて施業の効率性を評価し、長期の森林施業を議論した実証研究は数少ない。そこで本研究では、京都府の日吉町森林組合が搬出間伐を行った施業団地について、現場技能者が作成した作業日報を用いて、施業団地別に施業の効率性を評価した。包絡分析法による分析の結果、同一の林業事業体が施業を実施した団地間において、効率性に差があることが確認された。さらに、計量分析によって、平均胸高直径や切捨て本数といった条件が、効率性に影響することが明らかとなった。これらの結果より、搬出間伐の効率性を向上させるためには、平均胸高直径が大きい団地での施業を優先すること、切捨て間伐の本数を減らす機械を導入することが示唆された。さらに、現時点で平均胸高直径が小さい団地では、将来時点での効率性を高めるために、平均胸高直径を高めるための施業を実施することが重要であると考えられた。

種類: 原著論文/社会経済-計画-経営
Title: Regional low-carbon timber logistics network design and management using multi-objective optimization
巻頁: J For Res 22 (6): 354–362
題名: 多目的最適化を用いた低炭素型の地域木材ロジスティクスネットワークのデザイン・管理
著者: Rongzu Qiu・Cheng Chen・Xisheng Hu・Jianbang Gan
所属: Fujian Agriculture and Forestry University
抄録: With the concern about environmental issues, supply chain designers and managers need to make trade-offs between the environmental impacts and costs of a logistics network. We develop a multi-objective optimization model that minimizes the total cost and CO2 emissions of a regional timber logistics network and seeks for the simultaneous optimization of logistics network design and operation. The generic model is applied to a case study in Jiangle County in China. The Pareto solution set, derived by applying the normalized normal constraint method, shows the relationship between carbon emissions and total cost. Our results reveal that both network structure and the allocations of timber flows have effects on the Pareto solutions, suggesting the importance of considering network design and management together in logistics network analysis. The model results also indicate that though the current carbon price is hard to trigger the change of the timber logistics network structure in Jiangle County, it can still be a driving force to push the decision makers to implement lower carbon logistics plans. Additionally, sensitivity analysis shows that improving road conditions can remarkably reduce CO2 emissions in the logistics network and that maintaining an appropriate ratio of timber supply to demand can lead to some compromise between carbon emissions and total cost. These findings offer new insights into the trade-offs between the carbon emissions and total cost of the regional timber logistics network, which are of value to logistics network designers and managers as well as policy makers in the study region and beyond.

種類: 原著論文/生物-生態
Title: The effects of previous land-use to herbaceous vegetation in Quercus acutissima stands before and after clear-cutting
巻頁: J For Res 22 (6): 363–374
題名: クヌギ林伐採前後の林床草本植生に対する過去の土地利用の影響
著者: 小此木宏明1),2)・福田健二1),3)
所属: 1) 東京大学大学院新領域創成科学研究科、2) 現所属: 国際協力事業団 (JICA)、3) 現所属: 東京大学大学院農学生命科学研究科
抄録: 林業の停滞、出生率低下、人口減少といった社会経済的要因により、地方の二次林や草原は管理が停止している場合が多く、定期的な人為管理によって保たれてきた二次的自然の生物多様性は、現在危機に瀕している。こうした中で、九州地方のクヌギ(Quercus acutissima)林は、現在も15–20 年周期でシイタケ榾木として伐採されており、管理放棄された森林や草地に植林されたものも含まれる。さまざまな土地利用履歴をもつクヌギ林における皆伐が下層植生に与える影響を、熊本県のクヌギ林において調べた。除歪対応分析(DCA)の結果、草原由来のクヌギ林はネザサの優占によって特徴づけられたが、伐採後はススキが優占するとともに、草原性の種が出現し、多様性が増加した。クヌギ林の定期的な伐採は、草原に由来するアキノキリンソウ(Solidago virgaurea subsp. asiatica)、サケバヒヨドリ(Eupatorium laciniatum)、 ツリガネニンジン(Adenophora triphylla var. japonica)、マルバヌスビトハギ(Desmodium podocarpum subsp. podocarpum)、ロクオンソウ(Vincetoxicum amplexicaule)、 ワレモコウ(Sanguisorba officinalis)などの希少種の生残に寄与してきたことが示された。したがって、15–20年周期の皆伐による林齢の異なるクヌギ林からなるモザイク状の景観が、地域の生物多様性維持に重要である。

種類: 原著論文/生物-生態
Title: Regeneration of Cryptomeria japonica seedlings on pine logs in a forest damaged by pine wilt disease: effects of wood decomposer fungi on seedling survival and growth
巻頁: J For Res 22 (6): 375–379
題名: マツ枯れ被害林におけるマツ倒木上でのスギ実生更新: 実生の生残と生長に木材腐朽菌が与える影響
著者: 深澤遊・駒形泰之
所属: 東北大学
抄録: Evaluating the environmental factors that affect seedling regeneration on deadwood is important for predicting the forest recovery process after dieback events. Pine wilt disease (PWD) has killed many adult trees of Pinus densiflora in recent decades and consequently created a huge accumulation of deadwood in lowland forests in Japan. These deadwoods are now providing nice seedbeds for variety of tree species including Cryptomeria japonica, which is the most important timber species in Japan. In the present study, we tested the effects of various factors on Cryptomeria seedlings growing on decayed Pinus logs in Japan. In total, 126 individuals of Cryptomeria seedlings (height < 50 cm) colonizing on 22 pine logs were investigated. During a five-month research period from May to October 2015, the survival rate of the seedlings was 87.3 %, and the maximum height growth was 32.0 cm. Analysis using generalized linear mixed models revealed that delignified white-rot wood in the sapwood of the logs negatively affected seedling survival and growth. These results suggest that type of wood decay, reflecting fungal wood decomposer activity, would strongly affect survival and growth of Cryptomeria seedlings, although logs were important microsites for their establishment after pine wilt disease.

種類: 原著論文/生物-生態
Title: Designing ex-situ conservation strategies for seeds storage of Piper aduncum and P. hispidinervum through cryopreservation and low-temperature techniques
巻頁: J For Res 22 (6): 380–385
題名: 凍結保存と低温技術によるコショウ属2種(Piper aduncum、P. hispidinervum)の種子貯蔵に向けた生息域外保存戦略
著者: Tatiane L Silva・Hugo T Gomes・Jonny Scherwinski-Pereira
所属: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia
抄録: Piper aduncum and P. hispidinervum are species found primarily in the Amazon region, and have been highlighted by the fact that they contain, in their essential oils, significant amounts of dillapiol and safrole. The aim of this work was to assess the seed behavior of P. aduncum and P. hispidinervum and to develop strategies for medium- to long-term storage of the species at sub-zero and cryogenic temperatures. In the first experiment, seeds were desiccated and their water content was determined. Then, the seeds were kept at -20°C for up to 90 days. In the second experiment, seeds were stored for up to 24 hours in liquid nitrogen (LN; -196°C), with and without the use of cryoprotectants. Finally, for assessing the efficiency of these techniques seeds were stored at -20° C and in LN for up to 360 days. The germination rate was more than 90% for both species when stored at -20°C or LN, without compromising their viability and development. The results suggest that P. aduncum and P. hispidinervum have seeds with orthodox behavior, which can be stored for the medium to long term at subzero and cryogenic temperatures without the need for use of cryoprotectants.

種類: 原著論文/生物-生態
Title: Changes in nutrition and pigment complex in pine (Pinus sylvestris L.) needles under technogenic pollution in Irkutsk region, Russia
巻頁: J For Res 22 (6): 386–392
題名: ロシア、イルクーツク地域の工業汚染によるヨーロッパアカマツ針葉の栄養状態と色素複合体の変化
著者: Tatyana Alekseevna Mikhailova・Larisa Vladimirovna Afanasieva・Olga Vladimirovna Kalugina・Olga Vladimirovna Shergina・Ekaterina Nikolaevna Taranenko
所属: Institute of General and Experimental Biology, Siberian Branch of the Russian Academy Sciences
抄録: The study is aimed to identify changes in pigment complex of Scots pine (Pinus sylvestris L.) needles in disturbance of nutrition status under atmospheric pollution. The studies were performed in the territory of the Irkutsk region (Eastern Siberia, Russia), where several large industrial centers are located. The level of S, F, Fe, Al, Pb, Cd, Hg, N, Ca, Mg was shown to increase in pine needles under technogenic pollution, with the content of P, K, Mn, conversely, decreasing. Disturbances in pigment complex of the polluted trees needles are demonstrated by the reduction of Chl a, Chl b, carotenoids, chlorophyll share in light-harvesting complex (LHC), maximal chlorophyll fluorescence Fm and Fv/Fm proportion, while Chl a/Chl b and Chl/Carotenoids proportions rise as compared to background values; in the first case – due to decrease of Chl b level, in the second case – due to decrease of carotenoids level. Reverse correlations were identified between contents of S, F, Hg, Pb, Cd, Fe, Al in the needles and pigment level (r = -0.51–0.95). Disturbance of nutrition status and changes in needle pigment complex entail reduction of growth parameters (needle length and mass, shoots length, number of needles on the shoots). It is concluded that impact of atmospheric technogenic pollutants results in systemic disturbance of plant organism functioning.

種類: 短報/生物-生態
Title: Draft chloroplast genome of Larix gmelinii var. japonica: insight into intraspecific divergence
巻頁: J For Res 22 (6): 393–399
題名: グイマツ葉緑体のドラフトゲノム配列と種内変異への知見
著者: 石塚航・田畑あずさ・小野清美・福田陽子・原登志彦
所属: 北海道立総合研究機構林業試験場
抄録: 針葉樹グイマツ (Larix gmelinii var. japonica) は北海道の主要導入樹種であるが、その系統的ルーツははっきりとしないことが多い。そこで本論文では、グイマツ葉緑体のドラフトゲノム配列を初めて決定するとともに、2系統が推定されている系統的ルーツ解明のため、種内変異を特定した。まず、推定される両系統を含むような3家系より無傷の葉緑体を単離し、葉緑体DNAのみを抽出した。それぞれの葉緑体全ゲノムについて網羅的配列解析を実施し、配列の決定と比較を行った。その結果、環状構造、完全長122,553-122,598 bpの葉緑体ゲノムが得られた。3家系内のゲノム変異は19ヵ所に見つかり、内訳は11一塩基変異(SNV)、1多塩基変異(MNV)、2挿入/欠失(In/Del)、5単純反復配列(SSR)だった。ゲノムの違いは、推定される2系統のサンプル間のほうが、系統内のサンプル間のそれよりも大きかった。これら葉緑体ゲノムの網羅的変異は今後のグイマツの系統的研究に有益な情報となる。