基本情報

所属

• 北方生物圏フィールド科学センター　森林圏ステーション　中川研究林

職名

• 准教授

学位

• 博士（農学）（北海道大学）

ホームページURL

https://karibufukuzawa.wixsite.com/karibufukuzawa

科研費研究者番号

• 10456824

J-Global ID

• 200901061586413950

研究キーワード

• 生物地球化学   森林生態学   窒素循環   炭素循環   細根動態   森林施業   ササ   

研究分野

• 環境・農学 / ランドスケープ科学
• 環境・農学 / 環境農学
• ライフサイエンス / 森林科学
• 環境・農学 / 環境動態解析

担当教育組織

•  学士課程　農学部
•  修士課程　環境科学院
•  博士課程　環境科学院

学歴

•         - 2007年   北海道大学   農学研究科   環境資源学専攻
•         - 2003年   北海道大学大学院   農学研究科   環境資源学専攻
•         - 2001年   鳥取大学   農学部   農林総合科学科

所属学協会

• 森林立地学会   根研究学会   日本生態学会   生物地球化学研究会   日本森林学会   

研究活動情報

論文

• Nitrate leaching and its susceptibility in response to elevated nitrogen deposition in Japanese forests

  Ru Yang, Karibu Fukuzawa, Masataka Nakayama, Ryunosuke Tateno, Takuo Hishi, Hideaki Shibata, Masaaki Chiwa

  Journal of Forest Research 29 2 81 - 88 2023年08月06日 [査読有り]
  
• Contribution of Hydrological Connectivity in Maintaining Aquatic Plant Communities in Remnant Floodplain Ponds in Agricultural Landscapes

  Yu Nagata, Nobuo Ishiyama, Futoshi Nakamura, Hideaki Shibata, Karibu Fukuzawa, Junko Morimoto

  Wetlands 43 4 38  2023年04月14日 [査読有り]
  
• Presence of understory dwarf bamboo determines ecosystem fine root production in a cool-temperate forest in northern Japan

  Sanae Yanagawa, Karibu Fukuzawa, Kentaro Takagi, Hideaki Shibata, Fuyuki Satoh

  JOURNAL OF FOREST RESEARCH 28 3 177 - 185 2023年02月 [査読有り]
   

  Fine root biomass (FRB) and production (FRP) are crucial in forest carbon and nutrient cycling, but the factors controlling FRB and FRP are not well understood. Here, we examined FRB, FRP, aboveground environmental and stand factors, and soil environmental factors in four stands in a forest covered with dense understory vegetation of dwarf bamboo, Sasa senanensis (hereafter, Sasa). The four stands had different tree species composition and included a primary forest (PF), secondary forest (SF), conifer plantation (CP), and Sasa area (SA). We quantified the FRB and FRP of trees and Sasa separately using the ingrowth core method. Total FRP was higher in stands with substantial presence of Sasa (99-130 g m(-2) yr(-1)) than in CP with scarce Sasa (69 g m(-2) yr(-1)). Despite being occupied by Sasa alone, SA had high FRP, suggesting that the presence of Sasa regardless of trees is a key determinant of ecosystem FRP. Tree FRB increased with increasing tree aboveground biomass, tree density, or basal area at breast height, but Sasa FRB and total FRB decreased. Total FRP was also lower at higher values of these aboveground stand factors. In Sasa, specific root length was significantly higher, and root tissue density was significantly lower, than in trees, indicating the capacity of Sasa for explosive growth. Positive correlations between Sasa FRB or FRP and soil inorganic N or ammonium contents (i.e. N availability) were detected. We conclude that Sasa is important in determining FRB and FRP in this northern forest with understory vegetation.
• Evaluating the soil microbe community-level physiological profile using EcoPlate and soil properties at 33 forest sites across Japan

  Masahiro Nakamura, Chisato Terada, Kinya Ito, Kazuaki Matsui, Shigeru Niwa, Masae Ishihara, Tanaka Kenta, Tetsuro Yoshikawa, Taku Kadoya, Tsutom Hiura, Hiroyuki Muraoka, Ken Ishida, Naoki Agetsuma, Ryosuke Nakamura, Hitoshi Sakio, Masahiro Takagi, Akira S. Mori, Megumi K. Kimura, Hiroko Kurokawa, Tsutomu Enoki, Tatsuyuki Seino, Atsushi Takashima, Hajime Kobayashi, Kazuho Matsumoto, Koichi Takahashi, Ryunosuke Tateno, Tomohiro Yoshida, Tatsur Nakaji, Masayuki Maki, Kazutaka Kobayashi, Karibu Fukuzawa, Kazuhiko Hoshizaki, Kazuhide Ohta, Keito Kobayashi, Motohiro Hasegawa, Satoshi N. Suzuki, Michinori Sakimoto, Yoichiro Kitagawa, Akiko Sakai, Hirofumi Kondo, Tomoaki Ichie, Koji Kageyama, Ayaka Hieno, Shogo Kato, Tatsuya Otani, Yasuhiro Utsumi, Tomonori Kume, Kosuke Homma, Koju Kishimoto, Kazuhiko Masaka, Kenta Watanabe, Motomu Toda, Dai Nagamatsu, Yuko Miyazaki, Tamon Yamashita, Naoko Tokuchi

  ECOLOGICAL RESEARCH 37 3 432 - 445 2022年05月 [査読有り]
   

  We present the largest freely available EcoPlate dataset for Japan, comprising data collected from a network of 33 natural forest sites (77 plots) in regions of East Asia ranging from cool temperate to subtropical. EcoPlate is a 96-well microplate that contains three repeated sets of 31 response wells with different sole carbon substrates. The utilization of each carbon substrate by the microbial community is quantified by the color density of the well during incubation. EcoPlate can provide a multifunctional index of a soil microbial community. Soil properties (water content, carbon [C] and nitrogen [N] contents, the C/N ratio, and pH) that are essential for interpreting the EcoPlate results were also measured. The network is part of the Forest and Grassland Survey of the Monitoring Sites 1000 Project established by the Ministry of the Environment. Using a standardized protocol, soil was sampled between September and December 2020. A preliminary principal component analysis was performed on the temporal integration of color density using 31 substrates. For the temporal integration, we calculated the cumulative amount of color development by integrating the color density development curve. PC1 contributed 55.6% and is thought to represent the magnitude of the overall absorbance of all substrates. The model of environmental factors including elevation and the model of soil properties, including water content and pH, were selected as the best-fit models for variation in PC1. EcoPlate data enable the meta-analysis of comparative studies among forest types and testing community ecology and ecosystem function hypotheses at broad spatial scales. The complete data set for this abstract published in the Data Paper section of the journal is available in electronic format in MetaCat in JaLTER at http://db.cger.nies.go.jp/JaLTER/metacat/metacat/ERDP-2022-01.1/jalter-en.
• 林床にササが生育する冷温帯林における細根バイオマス，生産量および枯死量の時間変化

  福澤 加里部

  根の研究 31 1 7 - 20 根研究学会 2022年03月20日 [査読有り]
  
• 中川研究林におけるササ刈り取り実験 : バイオマスおよび物質循環・水循環におけるクマイザサの寄与—特集 北海道大学研究林

  福澤 加里部, 谷口 武士, 鷹西 俊和, 伊藤 悠也, 馬谷 佳幸, 金子 潔, 石田 亘生, 間宮 渉, 浪花 彰彦, 北條 元, 野村 睦

  北方林業 = Northern forestry, Japan / 北方林業編集委員会 編 73 2 54 - 58 2022年 [査読有り]
  
• Effects of Climate and Atmospheric Nitrogen Deposition on Early to Mid-Term Stage Litter Decomposition Across Biomes

  TaeOh Kwon, Hideaki Shibata, Sebastian Kepfer-Rojas, Inger K. Schmidt, Klaus S. Larsen, Claus Beier, Björn Berg, Kris Verheyen, Jean-Francois Lamarque, Frank Hagedorn, Nico Eisenhauer, Ika Djukic and TeaComposition Network

  Frontiers in Forests and Global Change 4 2021年07月14日 [査読有り]
   

  Litter decomposition is a key process for carbon and nutrient cycling in terrestrial ecosystems and is mainly controlled by environmental conditions, substrate quantity and quality as well as microbial community abundance and composition. In particular, the effects of climate and atmospheric nitrogen (N) deposition on litter decomposition and its temporal dynamics are of significant importance, since their effects might change over the course of the decomposition process. Within the TeaComposition initiative, we incubated Green and Rooibos teas at 524 sites across nine biomes. We assessed how macroclimate and atmospheric inorganic N deposition under current and predicted scenarios (RCP 2.6, RCP 8.5) might affect litter mass loss measured after 3 and 12 months. Our study shows that the early to mid-term mass loss at the global scale was affected predominantly by litter quality (explaining 73% and 62% of the total variance after 3 and 12 months, respectively) followed by climate and N deposition. The effects of climate were not litter-specific and became increasingly significant as decomposition progressed, with MAP explaining 2% and MAT 4% of the variation after 12 months of incubation. The effect of N deposition was litter-specific, and significant only for 12-month decomposition of Rooibos tea at the global scale. However, in the temperate biome where atmospheric N deposition rates are relatively high, the 12-month mass loss of Green and Rooibos teas decreased significantly with increasing N deposition, explaining 9.5% and 1.1% of the variance, respectively. The expected changes in macroclimate and N deposition at the global scale by the end of this century are estimated to increase the 12-month mass loss of easily decomposable litter by 1.1–3.5% and of the more stable substrates by 3.8–10.6%, relative to current mass loss. In contrast, expected changes in atmospheric N deposition will decrease the mid-term mass loss of high-quality litter by 1.4–2.2% and that of low-quality litter by 0.9–1.5% in the temperate biome. Our results suggest that projected increases in N deposition may have the capacity to dampen the climate-driven increases in litter decomposition depending on the biome and decomposition stage of substrate.
• Timing of forest fine root production advances with reduced snow cover in northern Japan: implications for climate-induced change in understory and overstory competition

  Karibu Fukuzawa, Ryunosuke Tateno, Shin Ugawa, Tsunehiro Watanabe, Nanae Hosokawa, Shogo Imada, Hideaki Shibata

  Oecologia 196 1 263 - 273 2021年04月23日
• Early establishment of spruce (Picea glehnii [Fr. Schm.] Masters) seedlings on disturbed soil with the aim of assisted natural regeneration

  Nanami Suzuki, Toshiya Yoshida, Toshizumi Miyamoto, Karibu Fukuzawa, Takeshi Taniguchi, Haruka Yamazaki

  SCANDINAVIAN JOURNAL OF FOREST RESEARCH 36 2-3 126 - 134 2021年04月 [査読有り]
   

  To examine the potential for natural regeneration of Picea glehnii, seeds and current-year seedlings were evaluated at a scarification site. Three surface-soil treatments of different scarification intensity were used: removed, organic soil was mostly removed from the site; remained, some soil remained at the site; and replaced, the soil was removed but replaced. Seeds were sown in the fall, and samples were collected in the following spring to examine the rot rate by fungi. Germination, mortality, growth, and mycorrhiza formation rate of the seedlings were recorded in the first growing season. The seed rot rate was generally low, and no significant differences among surface-soil treatments were observed. The germination rate was higher in the removed treatment than in the other treatments, but seedling survival was lower, and the final seedling density was similar to that in the replaced treatment. Seedling total weight and ectomycorrhizal formation rate were higher in the replaced treatment than in the removed treatment, suggesting that the higher amount of organic soil at the site led to better growth at least in the first growing season. Correlation analysis indicated that a high soil moisture content associated with the presence of organic soil contributed to survival and growth.
• Spatial distribution of mercury accumulation in the surface soil of Japanese forests

  Takaya Chikamasa, Hideaki Shibata, Rieko Urakawa, Karibu Fukuzawa, Muneto Hirobe, Yoshiyuki Inagaki

  JOURNAL OF FOREST RESEARCH 26 2 161 - 167 2021年03月 [査読有り]
   

  Mercury (Hg) is a pollutant that can affect human and ecosystem health. The transport and fate of Hg in the environment are dynamic and complex, but our understanding remains unclear for Japanese forest ecosystems. Here, we report the first country-wide survey of Hg concentrations in litter and surface mineral soil layers in 42 forest stands across Japan. The median concentrations of Hg in the litter layer and 0-10 cm of mineral soils were 99 (range: 56.7-297) and 145 (range: 22.8-294) mu g kg(-1), respectively, and tended to decrease down to 50 cm. There was a positive relationship between the Hg and total organic carbon concentrations in soil, suggesting that organic carbon strongly binds with Hg in soil. There was a significant positive correlation between the Hg and lead concentrations in the litter layer. Partial least square regression analysis indicated that the soil and litter properties as well as the atmospheric and geological Hg concentrations and some soil characteristics such as soil pH, organic matter properties and soil physical factors were effective explanatory variables of the country-wide spatial patterns of Hg concentrations in litter and mineral soil. In addition, we found the influence of atmospheric Hg is stronger in litter layer, whereas the influences of geological and soil factors are stronger in mineral soil. These results suggest that air pollution partly affects the spatial patterns of Hg concentrations in litter and soil of Japanese forests under the given geological and soil conditions at the country scale.
• Effect of snow removal on the fine root biomass, dynamics, and carbon and nitrogen concentrations of oak and dwarf bamboo, Sasa in eastern Hokkaido, Japan

  Nanae Hosokawa, Karibu Fukuzawa, Ryunosuke Tateno, Hideaki Shibata

  JOURNAL OF FOREST RESEARCH 25 6 405 - 412 2020年11月 [査読有り]
   

  Fine root is a significant component in carbon (C) and nitrogen (N) dynamics in temperate forests. Winter processes affect plant growth and nutrient concentration, however, the effect of reduced snowpack on fine root remains unclear. Here, we conducted snow removal manipulation and investigated the fine root biomass and necromass, dynamics (production, mortality and disappearance) and the C and N concentrations ofQuercus crispula(oak) andSasa nipponica(Sasa), in mineral topsoil (0-10 cm) throughout 1 year. The effect of snow removal on the fine root biomass and necromass was insignificant. The effect of snow removal on the production, mortality and disappearance of fine root, and on total C and N concentrations of fine root biomass and necromass were insignificant. The fine root biomass of oak was significantly greater than that of Sasa, although the fine root necromass of Sasa was significantly greater than that of oak. Fine root necromass showed clear seasonal change, although a seasonal change of fine root biomass was unclear. Total C concentration in the fine root biomass and necromass of oak was significantly higher than that of Sasa. Total N concentration in the fine root necromass in May 2015, when after the snow removal, of Sasa was significantly higher than that of oak, in both snow removal and control plots. Our results showed that the fine root necromass of Sasa supplies more N than that of oak in spring, regardless of snowpack depth.
• Stream water quality in relation to watershed-scale practical forest management in a cool-temperate natural forest in northern Japan

  Karibu Fukuzawa, Fuyuki Satoh, Hideaki Shibata, Tatsuya Kamiura, Chikara Kozuka, Toshikazu Takanishi, Shintaro Hayakashi, Yuya Hirano, Wataru Mamiya, Yuri Yabuhara, Rei Sakai, Hiroshi Sugiyama, Hiroshi Masumoto, Naoko Fukuzawa, Tetsuji Takeda, Hideaki Morita, Makoto Yamanouchi, Junko Hasegawa, Toshiya Yoshida

  ECOLOGICAL RESEARCH 35 5 742 - 749 2020年09月 [査読有り]
   

  The water chemistry of a stream reflects the biogeochemical processes occurring in upstream forests. Anthropogenic disturbances in forests, such as cutting trees, altering the nitrogen (N) cycle, and increase in N leaching from the soil to streams, potentially cause acidification or eutrophication downstream. In forests with dense understory vegetation, mechanical site preparation following tree cutting is commonly used to improve the early establishment of tree seedlings. In cool-temperate forests in northern Hokkaido, Japan, dense understory vegetation (mainly comprising Sasa dwarf bamboo) inhibits forest regeneration after tree cutting. Soil scarification is a common site preparation technique for eliminating Sasa bamboo and improving forest regeneration. Long-term data are useful for examining the temporal changes in stream water chemistry exposed to different specific forest management practices under changing environment (e.g., climate change and atmospheric N deposition). For 14 years (2003-2016), we observed the stream water chemistry in naturally forested watersheds and at one point after the confluence of all streams in Uryu Experimental Forest of Hokkaido University (North Hokkaido Experimental Forests Site of JaLTER) in northern Japan. We also monitored stream discharge, water level and stream water temperature in each watershed. Water samples were collected from the outlets of 10 watersheds. The forest management practice in each watershed includes clear-cutting, soil scarification in sparse forest with dense understory Sasa, and clear-cutting and soil scarification followed by soil replacement. Long-term data in the six unmanaged watersheds are also valuable as a background information to analyze the effect of long-term climate, environment and vegetation changes on stream water chemistry. The measured water quality data of 1,873 water samples include the ion concentrations (Cl-, NO3-, SO42-, Na+, NH4+, K+, Mg2+, and Ca2+), pH, and electrical conductivity (EC) in the stream water. The range of the concentrations of Cl-, NO3-, SO42-, Mg2+, and Ca2+ in the stream water across all the watersheds throughout the observed periods (minimum to maximum) were 3.35-23.67, 0.01-8.68, 0.83-4.01, 0.45-2.55 and 0.72-6.16 mg L-1, respectively. Similarly, the stream pH and EC ranged from 6.04 to 7.53 and 3.14 to 9.47 mS m(-1), respectively.
• Effect of root litter addition on nitrogen mineralization rate under laboratory low-temperature conditions in soil from a Japanese northern hardwood forest

  Nanae Hosokawa, Kazuo Isobe, Rieko Urakawa, Ryunosuke Tateno, Karibu Fukuzawa, Tsunehiro Watanabe, Hideaki Shibata

  ECOLOGICAL RESEARCH 35 5 888 - 899 2020年09月 [査読有り]
   

  Soil freeze-thaw can alter the soil nitrogen (N) mineralization rate by increasing root litter. However, the mechanism remains unclear. We compared the effect of adding root litter from two plant species on soilNH4+production rate and soilNO3-production rate under low-temperature conditions in laboratory incubation. Root litter of oak (Quercus crispula) or dwarf bamboo, Sasa (Sasa nipponica) was added to soil and incubated under nonfrost and soil freeze-thaw treatments. We monitored temporal change of net/grossNH4+production rate andNO3-production rate throughout the soil frost period and the following melting period. We measured dissolved organic N (DON) in root litter leachate under the two temperature treatments. The soil N mineralization with Sasa root litter was higher than that with oak root litter in the two temperature treatments. The DON in root litter leachate of Sasa was larger than that of oak. The effect of root litter addition on netNH4+production rate was larger than that on netNO3-production rate. The higher netNH4+production rate of soil with Sasa was considered to be caused by higher DON in leachate from root litter of Sasa. The higher inducement of N mineralization of Sasa root litter than oak root litter was related to quantity of organic N in the root litter leachate.
• Nitrogen source utilization in co-existing canopy tree and dwarf bamboo in a northern hardwood forest in Japan

  Rynosuke Tateno, Masataka Nakayama, Midori Yano, Karibu Fukuzawa, Yoshiyuki Inagaki, Keisuke Koba, Shin Ugawa

  Trees - Structure and Functions 34 1047 - 1057 2020年04月25日 [査読有り][通常論文]
  
• 札幌市における雪堆積場からの融雪水が河川の水質および底生動物・付着藻類に与える影響

  川尻 啓太, 末吉 正尚, 石山 信雄, 太田 民久, 福澤 加里部, 中村 太士

  応用生態工学 22 2 133 - 148 応用生態工学会 2020年 [査読有り][通常論文]
   

  積雪寒冷地の札幌市では路面凍結防止のために，塩化ナトリウムを主成分とする凍結防止剤が大量に散布されている．散布された塩類は除雪された雪とともに，雪堆積場へと集められ，春になると融けて近隣の河川に流れ込む可能性がある．しかしながら，雪堆積場からの融雪水中の塩類の含有量や河川水質，生物への影響はほとんど明らかになっておらず，その実態把握が求められている．本研究では，まず，札幌市内の 73 箇所の雪堆積場における人為由来の塩化ナトリウム含有量の推定をおこなった．次に，2015 年 2 月から 6 月にかけて雪堆積場 7 か所とその近隣河川を対象に，雪堆積場からの融雪水の水質ならびに雪堆積場からの融雪水が流入する上流部（コントロール区）と下流部（インパクト区）における河川水の水質調査，河川に生息する底生動物と付着藻類の定量調査を 2015 年 2 月から 6 月にかけて継続的に実施した．調査の結果，融雪初期において，雪堆積場からの融雪水中の Na^＋ 濃度と Cl^－ 濃度が河川水の 2～9 倍と極めて高くなる傾向が見られた．さらに同時期のインパクト区における Na^＋ および Cl^－ 濃度がコントロール区に比べて 1.56 ± 1.27 mg L^－1，3.05 ± 2.74 mg L^－1（平均値±標準偏差）上昇した．生物については底生動物の一部では雪堆積場の負の影響が認められ，トビケラ目の個体数と代表的な水生昆虫 3 目（カゲロウ目，カワゲラ目ならびにトビケラ目）の総個体数はコントロール区よりインパクト区で低い傾向が認められた．積雪寒冷地における河川生態系の保全のためには，融雪開始時期の河川水質の急激な変化を抑えることが重要であり，これにより底生動物への影響を回避することができるだろう．

• Effects of soil compaction by a forestry machine and slash dispersal on soil N mineralization in Cryptomeria japonica plantations under high precipitation

  Shin Ugawa, Yoshiyuki Inagaki, Fukuzawa Karibu, Ryunosuke Tateno

  New Forests 51 887 - 907 2020年 [査読有り][通常論文]
   

  © 2020, Springer Nature B.V. The use of heavy forestry machines for clear-cutting and site preparation causes soil compaction, which can decrease forest productivity. This process becomes complicated in forests with high levels of precipitation due to the erosion and deposition of surface soil. Here, we investigated how soil compaction and slash dispersal on compacted soil affect soil nitrogen (N) mineralization in a high precipitation area with erodible volcanic soil in southern Japan. The physical and chemical properties of the soil were measured inside and outside the ruts of work roads in the presence and absence of dispersed slash in three Cryptomeria japonica plantations 9–10 months after clear-cutting and site preparation. We found that the soil N mineralization rate, particularly the soil nitrification rate, was lower in compacted soil, but the dispersal of slash after soil compaction enhanced the soil N mineralization and nitrification rates. Soil compaction also led to a low soil water permeability and high volumetric soil water content and was associated with the erosion and deposition of surface soil, with soil deposition including organic matter, being observed under dispersed slash. Additionally, the soil carbon (C) and N concentrations were lower in compacted soil but improved under dispersed slash. Principal component analysis showed that soil compaction and the soil C and N concentrations were closely related to each other on the first principal component (PC1), while the soil C/N ratio was separated from other factors on PC2. Furthermore, the scores of both PC1 and PC2 were related to soil N mineralization. These results suggest that soil compaction by forestry machines has a negative impact on soil N mineralization under high precipitation, but slash dispersal on the compacted soil is an effective approach for maintaining the soil N mineralization. The soil C/N ratio is likely related with N mineralization in the impacted soils, but the negative relationship between soil compaction and soil C and N concentrations through the movement of surface soil containing these elements should also be considered to fully understand the changes in soil N mineralization that occurs in forests under high precipitation.
• Harmonized data on early stage litter decomposition using tea material across Japan

  Satoshi N. Suzuki, Mioko Ataka, Ika Djukic, Tsutomu Enoki, Karibu Fukuzawa, Mitsuru Hirota, Takuo Hishi, Tsutom Hiura, Kazuhiko Hoshizaki, Hideyuki Ida, Akira Iguchi, Yasuo Iimura, Takeshi Ise, Tanaka Kenta, Yoshifumi Kina, Hajime Kobayashi, Yuji Kominami, Hiroko Kurokawa, Kobayashi Makoto, Michinari Matsushita, Rie Miyata, Hiroyuki Muraoka, Tatsuro Nakaji, Masahiro Nakamura, Shigeru Niwa, Nam J. Noh, Takanori Sato, Tatsuyuki Seino, Hideaki Shibata, Ryo O. Suzuki, Koichi Takahashi, Tomonori Tsunoda, Tasuhiro Ustumi, Kenta Watanabe

  Ecological Research 34 5 575 - 576 2019年09月01日 [査読有り][通常論文]
   

  © 2019 The Ecological Society of Japan Litter and soil organic matter decomposition represents one of the major drivers of carbon and nutrient cycling in a given ecosystem; however, it also contributes to a significant production of relevant greenhouse gasses. The Japanese archipelago spans several biomes (boreal-temperate-subtropical) and covers a large range of elevations and ecosystem types. Hence, the comprehension of this fundamental biogeochemical process in diverse ecosystems is crucial to maintain their ecosystem services. In this article, we have provided data on plant leaf decomposition from 33 research sites across Japan. At each site, standard litter material with different decomposition rates, rooibos tea and green tea were incubated for 90 days between 2012 and 2016 and the remaining mass was recorded. In total, 1904 bags were used. In addition, supplementary measurements of environmental variables essential for the interpretation of the collected data, such as soil and vegetation, were recorded. Plot-level averages of the remaining mass rates of bag contents after incubation ranged 0.17–0.51 for green tea and 0.54–0.82 for rooibos tea. Continued monitoring will also provide important insights into the temporal dynamics of litter decomposition.
• The effect of a freeze–thaw cycle on dissolved nitrogen dynamics and its relation to dissolved organic matter and soil microbial biomass in the soil of a northern hardwood forest

  Watanabe, T., Tateno, R., Imada, S., Fukuzawa, K., Isobe, K., Urakawa, R., Oda, T., Hosokawa, N., Sasai, T., Inagaki, Y., Hishi, T., Toda, H., Shibata, H.

  Biogeochemistry 142 3 319 - 338 2019年 [査読有り][通常論文]
  
• Reduced snow cover changes nitrogen use in canopy and understory vegetation during the subsequent growing season

  Tateno, R., Imada, S., Watanabe, T., Fukuzawa, K., Shibata, H.

  Plant and Soil 438 1-2 157 - 172 2019年 [査読有り][通常論文]
  
• Photosynthetically distinct responses of an early-successional tree, Betula ermanii, following a defoliating disturbance: observational results of a manipulated typhoon-mimic experiment

  Toda Motomu, Fukuzawa Karibu, Nakamura Masahiro, Miyata Rie, Wang Xin, Doi Kazuki, Tabata Azusa, Shibata Hideaki, Yoshida Toshiya, Hara Toshihiko

  TREES-STRUCTURE AND FUNCTION 32 6 1789 - 1799 2018年12月 [査読有り][通常論文]
   

  Key messageThe recovery of leaf photosynthetic rate of an early successional tree, Betula ermanii, to its pre-disturbance state following a defoliating disturbance was brought about by its fast leaf morphological response (LMA, leaf mass per area) but not physiological one (leaf N) as a resilience mechanism.AbstractClimate extremes possibly impair terrestrial vegetation and alter carbon cycles. Meanwhile, large uncertainty remains for evaluating the climatic impact on the vegetational function and structure and ecosystem CO2 exchange. We manipulated a defoliating disturbance experimentally in early September 2011 to simulate an extreme typhoon that actually hit a cool-temperate forest in Japan and ripped away a tremendous amount of foliage of early-successional B. ermanii trees in early September 2004, which corresponded to a decrease in plant area index (PAI) by 1.7m(2)m(-2) from 3.3m(2)m(-2) of the maximum PAI during the plant growth period. Over the 4-year observations in 2011-2016, we measured leaf-level photosynthesis following the manipulated disturbance. The highest maximum photosynthetic rate of leaves (A(max)) occurred in 2014 among the observational period, which was the third year after the disturbance, and the subsequent A(max) returned to the pre-disturbance state. We examined what biotic factors regulated A(max) following the disturbance and found that the increase in the morphological attribute of leaf mass per area (LMA) enhanced A(max) with a significant positive slope between LMA and A(max) (R-2=0.14 and p<0.1). Meanwhile, A(max) was hardly affected by the physiological attribute of leaf nitrogen (N) as indicated by a nonsignificant slope of the leaf N-A(max) relationship (R-2=0.04 and p=0.281) throughout the observational period. This study would be a first challenge of a stand-scale defoliation experiment and provides a possible ecological inference regarding the functional and structural responses of early-successional trees following such disturbances.
• Stream Runoff and Nitrate Recovery Times After Forest Disturbance in the USA and Japan

  Oda Tomoki, Green Mark B, Urakawa Rieko, Scanlon Todd M, Sebestyen Stephen D, McGuire Kevin J, Katsuyama Masanori, Fukuzawa Karibu, Adams Mary B, Ohte Nobuhito

  WATER RESOURCES RESEARCH 54 9 6042 - 6054 2018年09月 [査読有り][通常論文]
   

  To understand mechanisms of long-term hydrological and biogeochemical recovery after forest disturbance, it is important to evaluate recovery times (i.e., time scales associated with the return to baseline or predisturbance conditions) of stream runoff and nitrate concentration. Previous studies have focused on either the response of runoff or nitrate concentration, and some have specifically addressed recovery times following disturbance. However, controlling factors have not yet been elucidated. Knowing these relationships will advance our understanding of each recovery process. The objectives of this study were to explore the relationship between runoff and nitrate recovery times and identify potential factors controlling each. We acquired long-term runoff and stream water nitrate concentration data from 20 sites in the USA and Japan. We then examined the relationship between runoff and nitrate recovery times at these multiple sites and use these relationships to discuss the ecosystem dynamics following forest disturbance. Nitrate response was detected at all study sites, while runoff responses were detected at all sites with disturbance intensities greater than 75% of the catchment area. The runoff recovery time was significantly correlated with the nitrate recovery time for catchments that had a runoff response. For these catchments, hydrological recovery times were slower than nitrate recovery times. The relationship between these two recovery times suggests that forest regeneration was a common control on both recovery times. However, the faster recovery time for nitrate suggests that nitrogen was less available or less mobile in these catchments than water.
• Early stage litter decomposition across biomes

  Ika Djukic, Sebastian Kepfer-Rojas, Inger Kappel Schmidt, Klaus Steenberg Larsen, Claus Beier, Björn Berg, Kris Verheyen, Adriano Caliman, Alain Paquette, Alba Gutiérrez-Girón, Alberto Humber, Alejandro Valdecantos, Alessandro Petraglia, Heather Alexander, Algirdas Augustaitis, Amélie Saillard, Ana Carolina Ruiz Fernández, Ana I. Sousa, Ana I. Lillebø, Anderson da Rocha Gripp, André Jean Francez, Andrea Fischer, Andreas Bohner, Andrey Malyshev, Andrijana Andrić, Andy Smith, Angela Stanisci, Anikó Seres, Anja Schmidt, Anna Avila, Anne Probst, Annie Ouin, Anzar A. Khuroo, Arne Verstraeten, Arely N. Palabral-Aguilera, Artur Stefanski, Aurora Gaxiola, Bart Muys, Bernard Bosman, Bernd Ahrends, Bill Parker, Birgit Sattler, Bo Yang, Bohdan Juráni, Brigitta Erschbamer, Carmen Eugenia Rodriguez Ortiz, Casper T. Christiansen, E. Carol Adair, Céline Meredieu, Cendrine Mony, Charles A. Nock, Chi Ling Chen, Chiao Ping Wang, Christel Baum, Christian Rixen, Christine Delire, Christophe Piscart, Christopher Andrews, Corinna Rebmann, Cristina Branquinho, Dana Polyanskaya, David Fuentes Delgado, Dirk Wundram, Diyaa Radeideh, Eduardo Ordóñez-Regil, Edward Crawford, Elena Preda, Elena Tropina, Elli Groner, Eric Lucot, Erzsébet Hornung, Esperança Gacia, Esther Lévesque, Evanilde Benedito, Evgeny A. Davydov, Evy Ampoorter, Fabio Padilha Bolzan, Felipe Varela, Ferdinand Kristöfel, Fernando T. Maestre, Florence Maunoury-Danger, Florian Hofhansl, Florian Kitz, Flurin Sutter, Francisco Cuesta, Francisco de Almeida Lobo, Franco Leandro de Souza, Frank Berninger, Franz Zehetner, Georg Wohlfahrt, George Vourlitis, Geovana Carreño-Rocabado, Gina Arena, Gisele Daiane Pinha, Grizelle González, Guylaine Canut, Hanna Lee, Hans Verbeeck, Harald Auge, Harald Pauli

  Science of the Total Environment 628-629 1369 - 1394 2018年07月01日 [査読有り][通常論文]
   

  © 2018 Elsevier B.V. Through litter decomposition enormous amounts of carbon is emitted to the atmosphere. Numerous large-scale decomposition experiments have been conducted focusing on this fundamental soil process in order to understand the controls on the terrestrial carbon transfer to the atmosphere. However, previous studies were mostly based on site-specific litter and methodologies, adding major uncertainty to syntheses, comparisons and meta-analyses across different experiments and sites. In the TeaComposition initiative, the potential litter decomposition is investigated by using standardized substrates (Rooibos and Green tea) for comparison of litter mass loss at 336 sites (ranging from −9 to +26 °C MAT and from 60 to 3113 mm MAP) across different ecosystems. In this study we tested the effect of climate (temperature and moisture), litter type and land-use on early stage decomposition (3 months) across nine biomes. We show that litter quality was the predominant controlling factor in early stage litter decomposition, which explained about 65% of the variability in litter decomposition at a global scale. The effect of climate, on the other hand, was not litter specific and explained <0.5% of the variation for Green tea and 5% for Rooibos tea, and was of significance only under unfavorable decomposition conditions (i.e. xeric versus mesic environments). When the data were aggregated at the biome scale, climate played a significant role on decomposition of both litter types (explaining 64% of the variation for Green tea and 72% for Rooibos tea). No significant effect of land-use on early stage litter decomposition was noted within the temperate biome. Our results indicate that multiple drivers are affecting early stage litter mass loss with litter quality being dominant. In order to be able to quantify the relative importance of the different drivers over time, long-term studies combined with experimental trials are needed.
• 8 million phenological and sky images from 29 ecosystems from the Arctic to the tropics: the Phenological Eyes Network

  Shin Nagai, Tomoko Akitsu, Taku M. Saitoh, Robert C. Busey, Karibu Fukuzawa, Yoshiaki Honda, Tomoaki Ichie, Reiko Ide, Hiroki Ikawa, Akira Iwasaki, Koki Iwao, Koji Kajiwara, Sinkyu Kang, Yongwon Kim, Kho Lip Khoon, Alexander V. Kononov, Yoshiko Kosugi, Takahisa Maeda, Wataru Mamiya, Masayuki Matsuoka, Trofim C. Maximov, Annette Menzel, Tomoaki Miura, Toshie Mizunuma, Tomoki Morozumi, Takeshi Motohka, Hiroyuki Muraoka, Hirohiko Nagano, Taro Nakai, Tatsuro Nakaji, Hiroyuki Oguma, Takeshi Ohta, Keisuke Ono, Runi Anak Sylvester Pungga, Roman E. Petrov, Rei Sakai, Christian Schunk, Seikoh Sekikawa, Ruslan Shakhmatov, Yowhan Son, Atsuko Sugimoto, Rikie Suzuki, Kentaro Takagi, Satoru Takanashi, Shunsuke Tei, Satoshi Tsuchida, Hirokazu Yamamoto, Eri Yamasaki, Megumi Yamashita, Tae Kyung Yoon, Toshiya Yoshida, Mitsunori Yoshimura, Shinpei Yoshitake, Matthew Wilkinson, Lisa Wingate, Kenlo Nishida Nasahara

  Ecological Research 33 6 1 - 2 2018年06月26日 [査読有り][通常論文]
   

  We report long-term continuous phenological and sky images taken by time-lapse cameras through the Phenological Eyes Network (http://www.pheno-eye.org. Accessed 29 May 2018) in various ecosystems from the Arctic to the tropics. Phenological images are useful in recording the year-to-year variability in the timing of flowering, leaf-flush, leaf-coloring, and leaf-fall and detecting the characteristics of phenological patterns and timing sensitivity among species and ecosystems. They can also help interpret variations in carbon, water, and heat cycling in terrestrial ecosystems, and be used to obtain ground-truth data for the validation of satellite-observed products. Sky images are useful in continuously recording atmospheric conditions and obtaining ground-truth data for the validation of cloud contamination and atmospheric noise present in satellite remote-sensing data. We have taken sky, forest canopy, forest floor, and shoot images of a range of tree species and landscapes, using time-lapse cameras installed on forest floors, towers, and rooftops. In total, 84 time-lapse cameras at 29 sites have taken 8 million images since 1999. Our images provide (1) long-term, continuous detailed records of plant phenology that are more quantitative than in situ visual phenological observations of index trees (2) basic information to explain the responsiveness, vulnerability, and resilience of ecosystem canopies and their functions and services to changes in climate and (3) ground-truthing for the validation of satellite remote-sensing observations.
• Spatial pattern of soil nitrogen availability and its relationship to stand structure in a coniferous-broadleaved mixed forest with a dense dwarf bamboo understory in northern Japan

  Takahiro Inoue, Karibu Fukuzawa, Tsunehiro Watanabe, Toshiya Yoshida, Hideaki Shibata

  ECOLOGICAL RESEARCH 32 2 227 - 241 2017年03月 [査読有り][通常論文]
   

  Natural disturbances create spatial patterns of the ecosystem processes and functions in natural forests. However, how dynamics and the spatial structure of forests relate to soil nitrogen dynamics is not well understood. We examined the spatial relationship between the distributions of canopy and understory species, and soil nitrogen dynamics in a natural coniferous-broadleaved mixed forest with a dense understory of Sasa dwarf bamboo in northern Japan. The O horizon was thick where coniferous litter predominated, and it was thin where broadleaved litter predominated. The soil water content was low in areas with a thick O horizon and a high abundance of coniferous trees. The soil nitrate content was low where the soil water content was low, and the soil nitrate content increased linearly with increasing net nitrification potential. These results suggest that the soil nitrate content under the coniferous canopy was lower because of the low nitrification potential of soil microbes in soils with low water contents. The soil nitrate content and nitrification potential were higher in the canopy gap than under the canopy. Our results suggest that forest structure, specifically the thickness of the forest floor, significantly affects the spatial pattern of the soil water content, thereby creating a spatial pattern of soil nitrogen availability at a relatively small scale with flat topography. The higher nitrification potential under the canopy gap could pose a long-term risk of nitrate leaching because of the suppression of the natural regeneration of canopy species by dense Sasa dwarf bamboo in this forest ecosystem.
• Soil freeze–thaw with root litter alters N transformations during the dormant season in soils under two temperate forests in northern Japan

  Hosokawa, N., Isobe, K., Urakawa, R., Tateno, R., Fukuzawa, K., Watanabe, T., Shibata, H.

  Soil Biology and Biochemistry 114 270 - 278 2017年 [査読有り][通常論文]
  
• Estimation of field soil nitrogen mineralization and nitrification rates using soil N transformation parameters obtained through laboratory incubation

  Urakawa, R., Ohte, N., Shibata, H., Tateno, R., Inagaki, Y., Oda, T., Toda, H., Fukuzawa, K., Watanabe, T., Hishi, T., Oyanagi, N., Nakata, M., Fukushima, K., Nakanishi, A.

  Ecological Research 32 2 279 - 285 2017年 [査読有り][通常論文]
  
• Factors contributing to soil nitrogen mineralization and nitrification rates of forest soils in the Japanese archipelago

  Rieko Urakawa, Nobuhito Ohte, Hideaki Shibata, Kazuo Isobe, Ryunosuke Tateno, Tomoki Oda, Takuo Hishi, Keitaro Fukushima, Yoshiyuki Inagaki, Keizo Hirai, Nobuhiro Oyanagi, Makoto Nakata, Hiroto Toda, Tanaka Kenta, Megumi Kuroiwa, Tsunehiro Watanabe, Karibu Fukuzawa, Naoko Tokuchi, Shin Ugawa, Tsutomu Enoki, Asami Nakanishi, Nobuko Saigusa, Yukio Yamao, Ayumi Kotani

  FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT 361 382 - 396 2016年02月 [査読有り][通常論文]
   

  Nitrogen (N) is the primary limiting nutrient for forest production. Therefore, understanding how environmental factors affect N transformation rates is essential for the provision of sustainable ecosystem services. Because these factors are interlinked, it is important to consider direct and indirect structural relationships to better understand the factors contributing to N transformations. In this study, we analyzed the structural cause-effect relationships surrounding N transformations by structural equation modeling using a database containing net and gross N transformation rates and related soil chemical properties from 38 sites across the Japanese archipelago. The average net N mineralization and nitrification rates in the Japanese forest soils were 0.62 +/- 0.68 and 0.59 +/- 0.65 mg N kg(-1) d(-1), respectively, and gross N mineralization and nitrification rates were 4.22 +/- 3.59 and 0.98 +/- 0.68 mg N kg(-1) d(-1), respectively. Compared with previous large scale studies, net and gross N transformation rates in Japanese forest soils were considerably diverse despite their relatively small land area and were representative of temperate forest ecosystems. Structural equation modeling analysis showed that net N transformations were directly affected by gross N transformations, which in turn were significantly and directly affected by soil organic matter contents. Soil organic matter was significantly affected by organic layer amount, tree species and soil group. The effect of soil group was the greatest among these factors, suggesting that soil organic matter contents in Japanese forest soils were mainly influenced by soil parent materials. This was especially evident for Andosols, which are derived from volcanic sediments and contain large amounts of soil organic matter leading to high N transformation rates in the Japanese forest soils. Among the factors related to organic layers and mineral soil layers, soil organic matter content and organic layer amount, which represent substrate availability, had significant effects on gross and net N transformation rates. However, by refining the scale of the dataset using soil groups/soil parent materials, the influence of substrate quality and soil chemical properties on N transformations was suggested. From the current dataset, it was indicated that soil parent materials were the most important factor controlling the pattern of N transformations in the soil of Japanese forest ecosystems. This conclusion should be repeatedly refined considering the spatial distribution of factors such as climatic conditions and forest types with additional site datasets obtained from future surveys. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.
• Short-term response of Sasa dwarf bamboo to a change of soil nitrogen fertility in a forest ecosystem in Northern Hokkaido, Japan

  Tsunehiro Watanabe, Karibu Fukuzawa, Hideaki Shibata

  Plants 5 2 378 - 386 2016年 [査読有り][通常論文]
   

  In forest ecosystems, a change of soil nitrogen (N) cycling after disturbance is regulated by various factors. Sasa dwarf bamboo (hereafter referred to as Sasa) is an understory plant that grows thickly on the forest floor in northern Hokkaido, Japan. However, the ecosystem function of Sasa after disturbances in the soil N cycling is not fully understood. The purpose of this study was to determine the short-term response of Sasa to a change of soil N fertility. Biomass, litterfall, litter decomposition, soil N pool, and N leaching from soil were measured in control, and low- (5 g N m-2year-1) and high-N (15 g N m-2year-1) addition plots. Sasa immobilized much N as the soil N fertility increased. However, the leaf N concentration in aboveground biomass did not increase, suggesting that the N in leaves was maintained because of the increase of leaf biomass. As a result, the decomposition and mineralization rates of the produced litter before and after N addition were comparable among plots, even though the soil inorganic N fertility increased greatly. These results suggest that immediate response of Sasa to an increase of soil inorganic N mitigates the excess N leaching from soil.
• Roles of dominant understory Sasa bamboo in carbon and nitrogen dynamics following canopy tree removal in a cool-temperate forest in northern Japan

  Karibu Fukuzawa, Hideaki Shibata, Kentaro Takagi, Fuyuki Satoh, Takayoshi Koike, Kaichiro Sasa

  PLANT SPECIES BIOLOGY 30 2 104 - 115 2015年04月 [査読有り][通常論文]
   

  To clarify the role of dense understory vegetation in the stand structure, and in carbon (C) and nitrogen (N) dynamics of forest ecosystems with various conditions of overstory trees, we: (i) quantified the above- and below-ground biomasses of understory dwarf bamboo (Sasa senanensis) at the old canopy-gap area and the closed-canopy area and compared the stand-level biomasses of S.senanensis with that of overstory trees; (ii) determined the N leaching, soil respiration rates, fine-root dynamics, plant area index (PAI) of S. senanensis, and soil temperature and moisture at the tree-cut patches (cut) and the intact closed-canopy patches (control). The biomass of S. senanensis in the canopy-gap area was twice that at the closed-canopy area. It equated to 12% of total biomass above ground but 41% below ground in the stand. The concentrations of NO3- and NH4+ in the soil solution and soil respiration rates did not significantly change between cut and control plots, indicating that gap creation did not affect the C or N dynamics in the soil. Root-length density and PAI of S. senanensis were significantly greater at the cut plots, suggesting the promotion of S. senanensis growth following tree cutting. The levels of soil temperature and soil moisture were not changed following tree cutting. These results show that S. senanensis is a key component species in this cool-temperate forest ecosystem and plays significant roles in mitigating the loss of N and C from the soil following tree cutting by increasing its leaf and root biomass and stabilizing the soil environment.
• Biogeochemical nitrogen properties of forest soils in the Japanese archipelago

  Rieko Urakawa, Nobuhito Ohte, Hideaki Shibata, Ryunosuke Tateno, Takuo Hishi, Keitaro Fukushima, Yoshiyuki Inagaki, Keizo Hirai, Tomoki Oda, Nobuhiro Oyanagi, Makoto Nakata, Hiroto Toda, Tanaka Kenta, Karibu Fukuzawa, Tsunehiro Watanabe, Naoko Tokuchi, Tatsuro Nakaji, Nobuko Saigusa, Yukio Yamao, Asami Nakanishi, Tsutomu Enoki, Shin Ugawa, Atsushi Hayakawa, Ayumi Kotani, Megumi Kuroiwa, Kazuo Isobe

  ECOLOGICAL RESEARCH 30 1 1 - 2 2015年01月 [査読有り][通常論文]
   

  This data paper provides some biogeochemical nitrogen (N) properties and related chemical properties of forest soils from 39 sites throughout the Japanese archipelago. The data set was collected and analyzed under the GRENE (Green Network of Excellence) environmental information project and the ReSIN (Regional and comparative Soil Incubation study on Nitrogen dynamics in forest ecosystems) project. The sites cover 44A degrees 20'N to 26A degrees 50'N and the climate ranges from cool-temperate zone to subtropical zone. At each site, litter on forest floor and soil samples (three or four layers to 50 cm depth) were collected between August and November in 2010-2013 from five soil profiles. From the litter layer samples, the stocks and concentrations of total carbon (C) and N were measured. From the mineral soil samples, bulk density, pH (H2O), total C and N concentrations, net and gross rates of N mineralization, nitrification and concentrations of water-soluble substances were measured. The measurements are relevant for other biogeochemical N studies in forest ecosystems and the data set provides basic information on the N pool and fluxes with related chemical properties of forest soils across the Japanese archipelago. The average rates of net and gross N transformation at 20 A degrees C across the sites were 0.26 +/- A 0.47 mgN kg(-1) soil d(-1) for net N mineralization, 0.25 +/- A 0.45 mgN kg(-1) soil d(-1) for net nitrification, 4.06 +/- A 0.47 mgN kg(-1) soil d(-1) for gross N mineralization, and 1.03 +/- A 1.29 mgN kg(-1) soil d(-1) for gross nitrification (average +/- A SD).
• 台風撹乱が北方森林の生理・生態および生態系炭素動態へ及ぼす影響 : 北海道北部の森林で行われた台風模倣実験からえた知見 (北方林の生理・生態)

  戸田 求, 福澤 加里部, 中村 誠宏, 田中 幹展, 吉田 俊也, 柴田 英昭, 王 新, 石田 祐宣, 宮田 理恵

  低温科学 73 21 - 29 北海道大学低温科学研究所 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  北海道北部の森林生態系が台風による撹乱をうけた状況を想定し, 撹乱以後の生態系および炭素動態の回復過程を定量的に評価することを目的とした撹乱操作実験が実施された. 本実験に際し, 遷移初期段階にあるダケカンバ二次林を対象に葉群の完全切除が実施された. 撹乱処理の結果, 葉群は撹乱以前の状態への回復の兆候を示すものの, 撹乱から３年経過した段階においても未だに完全な回復に至っていない. 一方で, 同一光条件下での個葉レベルの最大光合成速度は撹乱以前と比べて高まる傾向を示した. また, 撹乱による林冠構造の変化は林床の微気象環境を変化させ, 林床植生であるササの被度を高めた. 本結果から, 葉群撹乱による生態系炭素動態への影響として, 短期的には樹木の光合成機能が高まることで直後にみられる生産性の低下が補償されるが, 一方で長期的にはササの被度を増加させ遷移の進行を妨げることで炭素動態を大きく変化させる可能性のあることが考えられる. したがって, 今後の気候変化に伴い同域に強い勢力の台風が到来する頻度が高まると, 長期的にはササの優占度がさらに高まることで, 従来とは異なる植生状態やそれに伴う生態系炭素動態へ移行する可能性が示唆される.
• Dynamics of ecosystem carbon balance recovering from a clear-cutting in a cool-temperate forest

  Maricar Aguilos, Kentaro Takagi, Naishen Liang, Masahito Ueyama, Karibu Fukuzawa, Mutsumi Nomura, Osamu Kishida, Tatsuya Fukazawa, Hiroyuki Takahashi, Chikara Kotsuka, Rei Sakai, Kinya Ito, Yoko Watanabe, Yasumi Fujinuma, Yoshiyuki Takahashi, Takeshi Murayama, Nobuko Saigusa, Kaichiro Sasa

  AGRICULTURAL AND FOREST METEOROLOGY 197 26 - 39 2014年10月 [査読有り][通常論文]
   

  A mixed forest in northern Japan, which had been a weak carbon sink (net ecosystem CO2 exchange [NEE] = -0.44 +/- 0.5 Mg C ha(-1) yr(-1)), was disturbed by clear-cutting in 2003 and was replaced with a hybrid larch (Larix gmelinii x L. kaempferi) plantation in the same year. To evaluate the impact of the clear-cutting on the ecosystem's carbon budget, we used 10.5 years (2001-2011) of eddy covariance measurements of CO2 fluxes and the biomass observation for each ecosystem component. BIOME-BGC model was applied to simulate the changes in the carbon fluxes and stocks caused by the clear-cutting. After clear-cutting in 2003, the ecosystem abruptly became a large carbon source. The total CO2 emission during the first 3 years after the disturbance (2003-2005) was 12.2 +/- (0.9-1.5; possible min-max range of the error) Mg C ha(-1), yet gradually decreased to 2.5 +/- (1-2) Mg C ha(-1) during the next 4 years. By 2010, the ecosystem had regained its status as a carbon sink (NEE = -0.49 +/- 0.5 Mg C ha(-1) yr(-1)). Total gross primary production, ecosystem respiration, and NEE during the 7 years after the clear-cutting (2003-2009) were 64.5 +/- (2.6-7), 79.2 +/- (2.6-7), and 14.7 +/- (1.3-3.5) Mg C ha(-1), respectively. From 2003 to 2009, the understory Sasa biomass increased by 16.3 +/- 4.8 Mg C ha(-1), whereas the newly planted larch only gained 1.00 +/- 0.02 Mg C ha(-1). The BIOME-BGC simulated observed carbon fluxes and stocks, although further modification on the parameter set may be needed according with the tree growth and corresponding suppression of Sasa growth. Ecosystem carbon budget evaluation and the model simulation suggested that the litter including harvest residues became a large carbon emitter (similar to 31.9 Mg C ha(-1)) during the same period. Based on the cumulative NEE during the period when the forest was a net carbon source, we estimate that the ecosystem will require another 8-34 years to fully recover all of the CO2 that was emitted after the clear-cutting, if off-site carbon storage in forest products is not considered. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
• Drivers of soil N mineralization and nitrification of forest soils in the Japnanese archipelago

  Urakawa,Rieko, Ohte,Nobuhito, Shibata,Hideaki, Isobe,Kazuo, Oda,Tomoki, Watanabe,Tsunehiro, Fukuzawa,Karibu, Ugawa,Shin, Hishi,Takuo, Enoki,Tsutomu, Tateno,Ryunosuke, Fukushima,Keitaro, Nakanishi,Asami, Kotani,Ayumi, Saigusa,Nobuko, Yamao,Yukio, Oyanagi,Nobuhiro, Hattori,Daichi, Nakata,Makoto, Kenta,Tanaka, Toda,Hiroto, Inagaki,Yoshiyuki, Hirai,Keizo

  Proceedings of BIOGEOMON 2014‒8th International Symposium on Ecosystem Behavior 2014年07月 [査読無し][通常論文]
  
• Effects of freeze-thaw cycles resulting from winter climate change on soil nitrogen cycling in ten temperate forest ecosystems throughout the Japanese archipelago

  Rieko Urakawa, Hideaki Shibata, Megumi Kuroiwa, Yoshiyuki Inagaki, Ryunosuke Tateno, Takuo Hishi, Karibu Fukuzawa, Keizo Hirai, Hiroto Toda, Nobuhiro Oyanagi, Makoto Nakata, Asami Nakanishi, Keitaro Fukushima, Tsutomu Enoki, Yuichi Suwa

  SOIL BIOLOGY & BIOCHEMISTRY 74 82 - 94 2014年07月 [査読有り][通常論文]
   

  In temperate forest ecosystems, accelerated freeze-thaw cycles caused by winter climate change are expected to affect nitrogen (N) cycling in soils. Net N mineralization and nitrification rates were investigated via incubations of sieved soils transplanted from ten temperate forest ecosystems to two northern Japan sites with natural snowfall gradients. This was done to address: 1) how freeze-thaw cycles affect N mineralization and nitrification in temperate forest soils; 2) whether freeze-thaw cycles change the soil N transformation rates in the following growing season; and 3) which soil characteristics affect the response of the N transformation rates to freeze-thaw cycles. The effect of freeze-thaw cycles on inorganic N and dissolved organic carbon productions differed among soils, that is, some soils produced more inorganic N and dissolved organic carbon in the conditions imposed by freeze-thaw cycles than in the non-frozen treatment but the others did not. The response to the freeze(t)haw cycles was explained by soil microbial activity (gross N mineralization and nitrification rate) and soil fertility (inorganic N pools in the early spring and water soluble ions). Freeze-thaw cycles significantly increased N transformation rates in the following growing season, suggesting that winter climate change might also affect nutrient availability for vegetation and soil microbes in the growing season. The magnitude and frequency of freeze-thaw cycles were considered to be important indicators of N transformation rates during the growing season, suggesting that the higher intensity of freeze-thaw cycles in the original locations of soils changed the microbial communities and functions with high tolerance to freeze-thaw cycles; this resulted in greater N transformation rates in the following growing season. Microbial activity, soil fertility and climate patterns in the original locations of soils are believed to have an effect on the response to winter climate change and to cause large variability of soil response of N transformation rates to freeze-thaw cycles in both the dormant and growing seasons. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Quantifying the effects of clear-cutting and strip-cutting on nitrate dynamics in a forested watershed using triple oxygen isotopes as tracers

  U. Tsunogai, D. D. Komatsu, T. Ohyama, A. Suzuki, F. Nakagawa, I. Noguchi, K. Takagi, M. Nomura, K. Fukuzawa, H. Shibata

  BIOGEOSCIENCES 11 19 5411 - 5424 2014年 [査読有り][通常論文]
   

  Temporal variations in the stable isotopic compositions of nitrate dissolved in stream water eluted from a cool-temperate forested watershed (8 ha) were measured to quantify the biogeochemical effects of clear-cutting of trees and subsequent strip-cutting of the understory vegetation, dwarf bamboo (Sasa senanensis), with special emphasis on changes in the fate of atmospheric nitrate that had been deposited onto the watershed based on Delta O-17 values of nitrate. A significant increase in stream nitrate concentration to 15 mu mol L-1 in spring of 2004 was correlated with a significant increase in the Delta O-17 values of nitrate. Additionally, the high Delta O-17 values of +14.3 parts per thousand suggest that the direct drainage of atmospheric nitrate accounted for more than 50% of total nitrate exported from the forested watershed peaking in spring. Similar increases in both concentrations and Delta O-17 values were also found in spring of 2005. Conversely, low Delta O-17 values less than +1.5% were observed in other seasons, regardless of increases in stream nitrate concentration, indicating that the majority of nitrate exported from the forested watershed during seasons other than spring was remineralized nitrate: those retained in the forested ecosystem as either organic N or ammonium and then been converted to nitrate via microbial nitrification. When compared with the values prior to strip-cutting, the annual export of atmospheric nitrate and remineralized nitrate increased more than 16-fold and fourfold, respectively, in 2004, and more than 13-fold and fivefold, respectively, in 2005. The understory vegetation (Sasa) was particularly important to enhancing biological consumption of atmospheric nitrate.
• Impact of snowpack decrease on net nitrogen mineralization and nitrification in forest soil of northern Japan

  H. Shibata, Y. Hasegawa, T. Watanabe, K. Fukuzawa

  Biogeochemistry 116 1-3 69 - 82 2013年12月 [査読有り][通常論文]
   

  Winter climate change is an important environmental driver that alters the biogeochemical processes of forest soils. The decrease in snowpack amplifies soil freeze-thaw cycles and decreases the snowmelt water supply to soil. This study examined how snow decrease affects nitrogen (N) mineralization and nitrification in forest soil in northern Japan by conducting an in situ experimental snowpack manipulation experiment and a laboratory incubation of soil with different moisture, temperature and freeze-thaw magnitudes. For the incubation studies, surface mineral soil (0-10 cm) was collected from a cool-temperate natural mixed forest and incubated using the resin core method during the winter. In the field, there were two treatments: 50 and 100 % snow removal and control plots. The increase in the soil freeze-thaw cycle increased net N mineralization and marginally decreased the net nitrification in soil. The dissolved organic carbon (DOC) and DOC/DON ratio in soil increased with the decrease in snowpack especially during the snow melt period. These results suggested that the change in substrate quality by the increase in freeze-thaw cycles caused the significant enhancement of microbial ammonium production in soil. The lower soil moisture and higher gross immobilization of inorganic N by soil microbes may be maintaining the slow net nitrification and low nitrate leaching in freeze-thaw cycles with less snowpack. The results indicate that winter climate change would strongly impact N biogeochemistry through the increase in ammonium availability in soil for plants and microbes, whereas it would be unlikely that nitrate loss from surface soil would be enhanced. © 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht.
• Temporal variation in fine-root biomass, production and mortality in a cool temperate forest covered with dense understory vegetation in northern Japan

  Karibu Fukuzawa, Hideaki Shibata, Kentaro Takagi, Fuyuki Satoh, Takayoshi Koike, Kaichiro Sasa

  FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT 310 700 - 710 2013年12月 [査読有り][通常論文]
   

  To understand the temporal pattern of fine-root dynamics and the factors that affect it, we investigated the seasonal and interannual variation in fine-root production (FRP) and fine-root mortality (FRM) rates, as well as fine-root biomass (FRB) and necromass in a cool temperate forest in northern Japan that was covered with dense understory vegetation of Sasa senanensis. We measured the root length density (RLD) and the rate of root production and mortality over 3 yr using minirhizotrons, and compared these rates with temperature, precipitation, soil moisture, and plant area indices (PAI). We also measured the FRB and the necromass of fine roots four times per year for 2 yr using soil cores and calculated dry weight-based FRP and FRM. FRB in the uppermost 15 cm of the surface-soil layer accounted for 41-61% of the biomass up to 60 cm soil depth, and decreased with increasing soil depth. The biomass of fine roots with root diameters <0.5 mm was almost equivalent to that of roots measuring 0.5-2 mm in diameter. Sasa roots accounted for 59-88% of the total FRB. FRB did not fluctuate seasonally, whereas RLD did. The FRP rate was high in mid- to late summer and correlated significantly with air and soil temperatures, indicating that temperature affects FRP. However, the relationship between FRP and soil moisture was weak. FRP was significantly correlated with the PAI of oak trees and the increment in the PAI of Sasa, suggesting that endogenous factors also affect FRP. Depending on the method used to calculate turnover, mean FRP for the 3-year study period was 589 or 726 g m(2) yr(-1), accounting for 36% or 41% of forest net primary production, respectively. The results of this study illustrate the substantial seasonal and interannual fluctuations in FRP, and indicate that a significant proportion of assimilated carbon was allocated to below-ground root systems in an oak-Sasa stand. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.
• Temporal changes in litterfall, litter decomposition and their chemical composition in Sasa dwarf bamboo in a natural forest ecosystem of northern Japan

  Tsunehiro Watanabe, Karibu Fukuzawa, Hideaki Shibata

  JOURNAL OF FOREST RESEARCH 18 2 129 - 138 2013年04月 [査読有り][通常論文]
   

  We investigated the dynamics of litterfall and litter decomposition of Sasa dwarf bamboo (Sasa senanensis) and trees to clarify the characteristics of organic matter and nitrogen cycling between plant and soil in a natural cool-temperate mixed forest ecosystem dominated by an understory vegetation of Sasa. Mean annual Sasa litterfall over the 3-year study period was 164 g m(-2) year(-1), which accounted for approximately 29% of total litterfall. Litter decomposition of Sasa leaf and Sasa culm was significantly slower than that of tree leaf during first and second years. The slow decomposition rates of both Sasa litter types were caused by a significantly higher silicate than in tree leaf. Nitrogen concentration in litter increased as decomposition progressed, especially in Sasa leaf and tree leaf. As a result of the slow decomposition of both Sasa litter types, 111 and 73% of nitrogen to the initial amounts were retained in Sasa leaf and Sasa culm after 3 years, respectively. The amounts of retained nitrogen in Sasa leaf, Sasa culm, and tree leaf after 3 years were 1.29, 0.47, and 3.92 g N m(-2), respectively, indicating that the differences of litter decomposition rates among the litter types influence on the nitrogen cycling in forest ecosystem through the differences of the nitrogen release from litter.
• Fine root dynamics and root respiration

  Karibu Fukuzawa, Masako Dannoura, Hideaki Shibata

  Measuring Roots: An Updated Approach 291 - 302 2012年01月01日 [査読有り][通常論文]
   

  Studies of fine root phenology and respiration in forest ecosystems are reviewed. Direct, nondestructive observation methods, such as the minirhizotron imaging systemand the rootwindow, provide simultaneous quantitativemeasurements of root production and mortality. Temporal patterns are discussed, as well as endogenous and exogenous factors (e.g., soil temperature and moisture) controlling fine root dynamics. Both root respiration and microbial respiration release CO2 from the soil to the atmosphere methods that distinguish them are evaluated. Finally, factors controlling root respiration, such as root age and diameter and soil nitrogen concentration, are reviewed, and approaches for scaling up root respiration to stand level are discussed.
• Changes in nitrogen transformation in forest soil representing the climate gradient of the Japanese archipelago

  Hideaki Shibata, Rieko Urakawa, Hiroto Toda, Yoshiyuki Inagaki, Ryunosuke Tateno, Keisuke Koba, Asami Nakanishi, Karibu Fukuzawa, Ayaka Yamasaki

  Journal of Forest Research 16 5 374 - 385 2011年10月 [査読有り][通常論文]
   

  Net nitrogen transformation was investigated under different climate conditions by soil transplantation and in situ incubation of forest surface soils using the resin-core method. Selected conditions were considered to reflect those of the natural climate gradient in the Japanese archipelago. Study sites were established in natural forests in northern Hokkaido (Uryu), northern Kanto (Kusaki), central Kinki (Kamigamo), and southern Kyushu (Takakuma), representing the northernmost to the southernmost island regions of Japan. Field experiments comparing soils incubated at "native" and "transplanted" sites were conducted from June 2008 to May 2009. Net production, accumulation, and leaching of soil ammonium (NH4+) and nitrate (NO3-) were measured at each of the sites during the growing season (June-October), the dormant season (November-May), and throughout the year. Net nitrate production was highest in Kusaki soil, especially during the growing season, whereas net ammonium production was highest in Uryu soil, the coldest site, especially during the dormant season. Net nitrate production increased significantly in soils transplanted to a warmer climate during the growing season. However, net ammonium production increased in soils transplanted to colder climates during the dormant season. These findings indicate that, with the exception of the infertile soil samples from Kamigamo, the range of natural climates in Japan has a significant effect on nitrogen availability in surface soil. In addition, the original characteristics of the nitrogen cycle of the surface soil from each native site were retained, even when marked changes in soil temperature (approximately 8°C) occurred after transplantation. © 2011 The Japanese Forest Society and Springer.
• 北海道北部における森林管理や伐採が流域生態系の構造や機能に及ぼす影響

  Karibu Fukuzawa

  水利科学 54 6 30-42  2011年02月 [査読有り][通常論文]
  
• Allometric Relationships and Carbon and Nitrogen Contents for Three Major Tree Species (Quercus crispula, Betula ermanii, and Abies sachalinensis) in Northern Hokkaido, Japan

  Karibu Fukuzawa

  Eurasian Journal of Forest Research 13 1 1 - 7 2010年08月 [査読有り][通常論文]
   

  To evaluate the biomass of conifer-broadleaf mixed forests in northern Hokkaido, Japan, the relationships between tree dry masses (including belowground roots) and diameter at breast height (DBH) and tree height (H) for major three tree species (Quercus crispula Blume, Betula ermanii Cham., and Abies sachalinensis (F. Schmidt) Mast.) were calculated. In addition, carbon and nitrogen contents of each tree organ were measured for an accurate estimation of the carbon and nitrogen stocks in the trees. For all three species, one allometric equation explained the relationship between DBH (or DBH2...
• Seasonal patterns of root production of Japanese oak seedlings and dwarf bamboo grown in rhizoboxes

  K. Fukuzawa, M. Dannoura, S. Kanemitsu, Y. Kosugi

  Plant Biosystems 144 2 434 - 439 2010年06月 [査読有り][通常論文]
   

  We separately examined the temporal patterns of root production by Japanese oak (Quercus crispula) and dwarf bamboo (Sasa veitchii), which is a major understory species in cool temperate forests. We grew Japanese oak seedlings and Sasa stocks (i.e., the rhizome and connected culms) in organic-free sand in rhizoboxes and then scanned roots that were visible through the sides of the rhizoboxes to measure the length of each root in images. Japanese oak root production peaked in July, but Sasa root production peaked in both July and October. Soil temperature was highly correlated with root production of Japanese oak, but less so with Sasa root. Leaves of Sasa expanded in late summer, and the photosynthetic rate of Sasa was highest in September, suggesting that the aboveground phenology influences the extensive root production of Sasa in October due to the supply of carbohydrate. These results demonstrate different temporal patterns of root production by Japanese oak seedlings and understory species (Sasa), even under similar environmental conditions. © 2010 Società Botanica Italiana.
• Ammonia Emission from a Young Larch Ecosystem Afforested after Clear-Cutting of a Pristine Forest in Northernmost Japan

  Kentaro Hayashi, Kentaro Takagi, Izumi Noguchi, Karibu Fukuzawa, Hiroyuki Takahashi, Tatsuya Fukazawa, Hideaki Shibata, Yasumi Fujinuma

  WATER AIR AND SOIL POLLUTION 200 1-4 33 - 46 2009年06月 [査読有り][通常論文]
   

  The present study aimed to elucidate the atmosphere-forest exchange of ammoniacal nitrogen (NH(X)-N) at a young larch ecosystem. NH(X)-N exchanges were measured at a remote site in northernmost Japan where 4-year-old larches were growing after a pristine forest had been clear-cut and subsequent dense dwarf bamboo (Sasa) had been strip-cut. The site was a clean area for atmospheric ammonia with mean concentrations of 0.38 and 0.11 mu g N m(-3) in snowless and snow seasons, respectively. However, there was a general net emission of NH(X)-N. The annual estimated emission of NH(X)-N of 4.8 kg N ha(-1) year(-1) exceeded the annual wet deposition of 2.4 kg N ha(-1) year(-1), but the weekly exchange fluxes may have been underestimated by 28-60%. The main cause of the ammonia loss from the young larch ecosystem was probably enhanced nitrogen supply stimulated by the cutting of the pristine forest and Sasa, in particular, the Sasa.
• Change in CO2 balance under a series of forestry activities in a cool-temperate mixed forest with dense undergrowth

  Kentaro Takagi, Karibu Fukuzawa, Naishen Liang, Masazumi Kayama, Mutsumi Nomura, Hajime Hojyo, Sadao Sugata, Hideaki Shibata, Tatsuya Fukazawa, Yoshiyuki Takahashi, Tatsuro Nakaji, Hiroyuki Oguma, Masayoshi Mano, Yukio Akibayashi, Takeshi Murayama, Takayoshi Koike, Kaichiro Sasa, Yasumi Fujinuma

  GLOBAL CHANGE BIOLOGY 15 5 1275 - 1288 2009年05月 [査読有り][通常論文]
   

  To evaluate the effects on CO2 exchange of clearcutting a mixed forest and replacing it with a plantation, 4.5 years of continuous eddy covariance measurements of CO2 fluxes and soil respiration measurements were conducted in a conifer-broadleaf mixed forest in Hokkaido, Japan. The mixed forest was a weak carbon sink (net ecosystem exchange, -44 g C m(-2) yr(-1)), and it became a large carbon source (569 g C m(-2) yr(-1)) after clearcutting. However, the large emission in the harvest year rapidly decreased in the following 2 years (495 and 153 g C m(-2) yr(-1), respectively) as the gross primary production (GPP) increased, while the total ecosystem respiration (RE) remained relatively stable. The rapid increase in GPP was attributed to an increase in biomass and photosynthetic activity of Sasa dwarf bamboo, an understory species. Soil respiration increased in the 3 years following clearcutting, in the first year mainly owing to the change in the gap ratio of the forest, and in the following years because of increased root respiration by the bamboo. The ratio of soil respiration to RE increased from 44% in the forest to nearly 100% after clearcutting, and aboveground parts of the vegetation contributed little to the RE although the respiration chamber measurements showed heterogeneous soil condition after clearcutting.
• Vertical distribution and seasonal pattern of fine-root dynamics in a cool-temperate forest in northern Japan: implication of the understory vegetation, Sasa dwarf bamboo

  Karibu Fukuzawa, Hideaki Shibata, Kentaro Takagi, Fuyuki Satoh, Takayoshi Koike, Kaichiro Sasa

  ECOLOGICAL RESEARCH 22 3 485 - 495 2007年05月 [査読有り][通常論文]
   

  We measured the vertical distribution and seasonal patterns of fine-root production and mortality using minirhizotrons in a cool-temperate forest in northern Japan mainly dominated by Mongolian oak (Quercus crispula) and covered with a dense understory of dwarf bamboo (Sasa senanensis). We also investigated the vertical distribution of the fine-root biomass using soil coring. We also measured environmental factors such as air and soil temperature, soil moisture and leaf area indices (LAI) of trees and the understory Sasa canopy for comparison with the fine-root dynamics. Fine-root biomass to a depth of 60 cm in September 2003 totaled 774 g m(-2), of which 71% was accounted for by Sasa and 60% was concentrated in the surface soil layer (0-15 cm), indicating that understory Sasa was an important component of the fine-root biomass in this ecosystem. Fine-root production increased in late summer (August) when soil temperatures were high, suggesting that temperature partially controls the seasonality of fine-root production. In addition, monthly fine-root production was significantly related to Sasa LAI (P < 0.001), suggesting that fine-root production was also affected by the specific phenology of Sasa. Fine-root mortality was relatively constant throughout the year. Fine-root production, mortality, and turnover rates were highest in the surface soil (0-15 cm) and decreased with increasing soil depth. Turnover rates of production and mortality in the surface soil were 1.7 year(-1) and 1.1 year(-1), respectively.
• Effects of clear-cutting on nitrogen leaching and fine root dynamics in a cool-temperate forested watershed in northern Japan

  K Fukuzawa, H Shibata, K Takagi, M Nomura, N Kurima, T Fukazawa, F Satoh, K Sasa

  FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT 225 1-3 257 - 261 2006年04月 [査読有り][通常論文]
   

  cutting of understory vegetation, dwarf bamboo (Sasa senanensis), were investigated to understand the effect of these disturbances on biogeochemical processes on forested watershed in northern Japan. Tree-cutting did not cause a significant increase of nitrate (NO3-) concentration in stream water during the growing season after the cutting. Subsequent Sasa-cutting caused significant increase of stream NO3- concentration to ca. 15 mu mol L-1. There was no significant change of stream pH following both cuttings. NO3- concentration in soil solution increased after both cutting, but the change of concentration was higher (> 100 mu mol L-1) after the Sasa-cutting than after the tree-cutting. In a riparian conserved area, on the other hand, NO3- in soil solution remained low after tree-cutting, suggesting the riparian area acted as a NO3- sink after the tree-cutting. There was no significant change in total biomass of fine roots after the tree-cutting because of an increase in Sasa root biomass despite a decrease in tree roots. The subsequent Sasa-cutting caused a 50% decrease of fine root biomass compared to that in the un-cut Sasa site. These results suggested that nitrogen uptake by Sasa was very important in preventing nitrogen leaching after tree-cutting. and decline of this nitrogen uptake after Sasa-cutting lead to marked NO3- leaching to the stream. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.
• Deforestration effects on the micrometeorology in a cool-temperate forest in northernmost Japan

  Journal of Agricultural Meteorology 60 1025 - 1028 2005年 [査読有り][通常論文]
  

書籍

• くらしと根っこはつながっている?

  中野, 明正, 平野, 恭弘, 根研究学会, 小泉, 光久 (担当:分担執筆範囲:根っこがためる炭素のはたらきってなに？)
  文研出版 2023年12月 (ISBN: 9784580825994) 47p
• 森の根の生態学 = Root ecology of forest trees

  平野, 恭弘, 野口, 享太郎, 大橋, 瑞江 (担当:分担執筆範囲:養分循環と樹木根)
  共立出版 2020年12月 (ISBN: 9784320058132) xii, 352p
• Measuring Roots: An Updated Approach

  Mancuso, Stefano (担当:分担執筆範囲:Fine root dynamics and root respiration)
  Springer 2011年10月 (ISBN: 3642220665) 396
• 撤退の農村計画 : 過疎地域からはじまる戦略的再編 = Land use reorganization

  林, 直樹, 斎藤, 晋, 永松, 敦, 東, 淳樹, 西村, 俊昭, 山崎, 亮, 前川, 英城, 江原, 朗, 村上, 徹也, 大西, 郁, 一ノ瀬, 友博, 福澤, 加里部, 大平, 裕, 江成, 広斗, 前田, 滋哉 
  学芸出版社 2010年08月 (ISBN: 9784761524890) 197p

講演・口頭発表等

• ササ除去が森林土壌の窒素動態に及ぼす影響：複数サイトにおける観測から  [通常講演]

  福澤 加里部, 智和 正明, 舘野 隆之輔, 松山 周平, 菱 拓雄, 杉山 賢子, 谷口 武士, 野村 睦

  第135回日本森林学会大会 2024年03月 ポスター発表
• 関東北部のアカマツ林における大気沈着窒素の長期的な挙動： 窒素安定 同位体（15N）トレーサー添加10年後の15N回収率  [通常講演]

  福澤 加里部, 柴田 英昭, 若松 孝志, 稲垣 善之

  日本地球惑星連合2023年大会 2023年05月 口頭発表（一般）
• Effect of long-term nitrogen fertilization on stream water nitrate concentration in a forested watershed in northern Japan  [通常講演]

  Karibu Fukuzawa, Shinsuke Fujii, Hideaki Shibata, Mutsumi Nomura, Kobayashi Makoto

  10th International Conference on Acid Deposition 2023年04月 ポスター発表

その他活動・業績

• 森の根のトレーニングコース開催報告：”根”について考えた3日間

  牧田,直樹, 福澤,加里部, 檀浦,正子, Daniel,Epron, 平野侑, 水上,知佳, 蜂須賀,莉子, 増本,泰河, 黒見,信輔, 寺井,水萌, 橋本裕生, 山形,拓人, 細井,彩, 小嶋,慧, 坂本,小雪, 諏訪,竜之介 根の研究 32 (4) 84 -89 2023年12月 [査読無し]
  
• 帯雨林の三次元構造がもたらす葉リターの分解プロセスの多様性

  花谷周亮, 遠藤いず貴, 福澤加里部, 片山歩美, 中路達郎, 牧田直樹, 大橋瑞江 日本生態学会大会講演要旨(Web) 69th 2022年
• 積雪減少が細根生産タイミングを早める:林床植生と上層木の競争関係の変化への示唆

  福澤加里部, 舘野隆之輔, 鵜川信, 渡辺恒大, 細川奈々枝, 今田省吾, 柴田英昭 根の研究 30 (3) 2021年
• 森林の物質循環における樹木根の役割

  野口享太郎, 牧田直樹, 福澤加里部, 檀浦正子, 谷川東子, 藤井佐織 日本森林学会大会学術講演集 132nd 2021年
• 冬季気候変動下の土壌窒素無機化にササ(Sasa nipponica)細根リターが与える影響

  細川奈々枝, 細川奈々枝, 磯部一夫, 浦川梨恵子, 浦川梨恵子, 舘野隆之輔, 福澤加里部, 渡辺恒大, 渡辺恒大, 柴田英昭 日本土壌肥料学会講演要旨集(Web) 65 2019年
• 土壌の凍結融解が根リター増加を介して土壌の窒素変換に与える影響

  細川奈々枝, 磯部一夫, 浦川梨恵子, 浦川梨恵子, 舘野隆之輔, 福澤加里部, 渡辺恒大, 渡辺恒大, 柴田英昭 日本森林学会大会学術講演集 129th 79 2018年03月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 土壌の凍結融解が根リター増加を介して土壌の窒素変換に与える影響

  細川 奈々枝, 磯部 一夫, 浦川 梨恵子, 舘野 隆之輔, 福澤 加里部, 渡辺 恒大, 柴田 英昭 日本森林学会大会発表データベース 129 (0) 718 -718 2018年 [査読無し][通常論文]
   

  気候変動による土壌の凍結融解パターンの変化は、細根の枯死を増加させることで土壌中の窒素（N）動態に影響をおよぼす可能性がある。本研究では、除雪処理によって土壌凍結融解パターンを変化させるとともに、実験的に細根リター（細根）を添加し、これらが土壌のN動態に与える影響を調査した。さらに、異なる植生下（ミズナラ林とカラマツ林）の土壌Nと溶存有機炭素（DOC）の関係を考察した。除雪処理は両林分で正味硝化速度と正味N無機化速度を有意に低下させ、正味アンモニウム化速度を有意に増加させた。正味N無機化速度は、除雪処理区の細根添加土壌を除き、ミズナラ林の方がカラマツ林より有意に大きかった。また、正味DOC生成速度は、細根添加によって、ミズナラ林では有意に減少しカラマツ林では有意に増加するというように、細根添加に対して、植生間で対照的な応答を示した。除雪処理区で細根が添加された土壌の正味N無機化速度の変化は、溶存有機物の消費・生成と関係していた可能性がある。土壌凍結融解パターンの変化は、細根リターを増加させることで土壌のN動態の林分間の差異を減少させうることが示唆された。

• カンラン岩森林流域からの鉄の流出について (特集 水域の生きものを育む北の森)

  佐藤 冬樹, 間宮 春大, 福沢 加里部, 笹 賀一郎, 堀井 勇司, 逢山 康宏, 杉本 記史 北方林業 = Northern forestry, Japan 69 (4) 150 -153 2018年 [査読無し][通常論文]
  
• 圧密処理が土壌の窒素動態と微生物群集動態に与える影響

  舘野隆之輔, 中山理智, 岩岡史恵, 谷口武士, 福澤加里部 日本森林学会大会学術講演集 128th 272 2017年03月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 北海道東部の冷温帯林において土壌の凍結融解が細根リターの増加を通して土壌の窒素無機化に与える影響

  細川奈々枝, 磯部一夫, 浦川梨恵子, 浦川梨恵子, 舘野隆之輔, 福澤加里部, 渡辺恒大, 渡辺恒大, 柴田英昭 日本森林学会大会学術講演集 128th 216 2017年03月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 北大研究林の強みを活かした教育研究の充実に向けて : 平成27年度年度報告会総合討論

  中路 達郎, 岸田 治, 内海 俊介, 福澤 加里部, 伊藤 悠也, 間宮 春大, 芦谷 大太郎, 上浦 達哉, 小林 真 北方森林保全技術 (34) 43 -47 2017年02月
• もうひとつの森林生態系を構成するもの

  福澤 加里部 森林科学 81 58 -58 2017年
• 山地小流域における融雪流出時の河川水温

  野村 睦, 福澤 加里部, 鷹西 俊和 雪氷研究大会講演要旨集 2017 232 -232 2017年
• 硝酸安定同位体比による森林施業が冷温帯森林集水域の窒素循環に与える影響評価

  矢野翠, 矢野翠, 眞壁明子, 福澤加里部, 柴田英昭, 佐藤冬樹, 野口泉, 山口高志, 吉田未来, 鈴木希実, 内藤梨沙, 木庭啓介, 木庭啓介 日本生態学会大会講演要旨(Web) 64th 2017年
• 台風撹乱後の北方林生態系で見られた光合成機能応答

  戸田求, 王新, 中村誠宏, 福澤加里部, 吉田俊也 日本生態学会大会講演要旨(Web) 63rd 2016年
• カンラン岩地帯の森林流域より溶出する有機－無機複合体の季節変化

  佐藤 冬樹, 笹 賀一郎, 福澤 加里部, 長坂 晶子, 長坂 有, 間宮 春大, 上浦 達也, 堀井 勇司, 杉本 記史 日本森林学会大会発表データベース 127 643 2016年 

  【目的】超苦鉄質岩石であるカンラン岩の森林流域より流出する物質フローについて、「森と海のつながり」の観点から調べている。調査地である北海道アポイ岳は海岸付近に位置し、山腹は針葉樹で被われ、その沿岸域は高品質コンブの生産で知られている。本報告では、降雨流出時の河川水中の水溶性有機物(DOC)およびFe・Al濃度の季節変化について述べる。【方法】カンラン岩・非カンラン岩の森林流域に圧力式水位計と自動採水器を設置し、2012～2015年にかけて降雨流出時の水質を4時間毎に測定し、DOC・Fe・Alの季節変化を調べた。【結果】調査流域からのDOC・Fe・Alの溶出は降雨流出時に主に認められた。DOC濃度は両流域とも夏季（7・8月）に濃度が高く、秋～初冬季（10～12月）に向けて低下していった。Fe・Al濃度はカンラン岩流域ではDOC濃度の高い夏季よりも秋(10月)に高い濃度を示したが、非カンラン岩流域では濃度が低く季節変化は明瞭ではなかった。カンラン岩流域におけるDOCとFe・Alのモル比（Al+Fe）／DOCは秋季で0.055となり、夏季(0.015)より高く秋季のDOCの重要性が示唆された。本研究は日本学術振興会科学研究費助成事業（基盤研究（B））の助成を受け実施した。
• 土壌の凍結・融解が細根リターを介して土壌の窒素動態におよぼす影響―北海道東部における野外操作実験からの考察―

  細川 奈々枝, 磯部 一夫, 浦川 梨恵子, 舘野 隆之輔, 福澤 加里部, 渡辺 恒大, 柴田 英昭 日本森林学会大会発表データベース 127 (0) 396 -396 2016年 [査読無し][通常論文]
   

  土壌が凍結する冷温帯林では初春に窒素無機化や硝化が増加することが知られており、土壌の凍結融解現象は、細根リターの物理的破砕等による溶存有機物濃度の変化を介して土壌微生物による窒素の生成・消費に影響していると考えられる。そこで本研究では、土壌の凍結融解が窒素動態に与える影響を細根リター・森林タイプ・凍結融解パターンの3要因で明らかにすることを目的とした。北海道東部に位置する京都大学北海道研究林のミズナラ林とカラマツ林から採取した土壌を2つに分け、一方にササ細根リターを添加した。それらをミズナラ林（下層植生：ササ）に設置した除雪区と対照区において2014年12月～2015年5月まで野外培養を行い、正味窒素無機化・硝化・DOC生成速度を測定した。また、培養後土壌の総窒素無機化・硝化速度、微生物バイオマスを測定した。GLMM解析から、細根添加により正味窒素無機化・硝化速度が低下する効果が認められた。さらに、各種実験処理が窒素動態におよぼす影響のメカニズムをPLSパス解析で分析したところ、細根リターの添加による土壌微生物を介した窒素動態への影響は採取した土壌の森林タイプによって異なっていた。
• 気象条件の異なる4地域の広葉樹林における春季と秋季の窒素吸収の比較

  稲垣 善之, 福澤 加里部, 舘野 隆之輔, 鵜川 信, 磯部 一夫, 壁谷 大介, 柴田 英昭 日本森林学会大会発表データベース 127 (0) 634 -634 2016年 [査読無し][通常論文]
   

  樹木にとって窒素資源は一次生産を規制する重要な資源である。樹木と土壌微生物は土壌中の窒素資源をめぐって競争関係にあり、その関係は季節によって変化すると予想される。気象条件の異なる４つの地域において落葉樹林を選定し（天塩：北海道大学天塩研究林、標茶：京都大学北海道研究林、つくば：森林総合研究所苗畑、鹿児島：鹿児島大学高隅演習林）、それぞれの林分に10m×10mの調査区を4か所設定した。2013年秋季および2014年春季に調査区にそれぞれ、アンモニウム態と硝酸態の重窒素トレーサーを添加し、定期的に有機物層、土壌、植物葉を採取し、重窒素の存在量を質量分析計で測定した。鹿児島では硝酸態窒素の取り込みはアンモニウム態よりも大きかったが他の３地域では差が認められなかった。添加時期については、秋季と春季に重窒素の取り込みに差は認められなかった。葉の重窒素の取り込みは落葉広葉樹で小さく、ササで大きかった。ササでは秋季に春季よりも窒素の取り込みが大きい傾向は認められなかった。以上の結果より、下層植生のササで窒素の吸収が大きいこと、秋季においても植物は活発に窒素を吸収することが明らかになった。
• 積雪除去が森林生態系の純一次生産と養分吸収に与える影響

  舘野 隆之輔, 今田 省吾, 渡辺 恒大, 福澤 加里部, 柴田 英昭 日本森林学会大会発表データベース 127 (0) 710 -710 2016年 [査読無し][通常論文]
   

  高緯度地域では、気候変動により冬季の気温や積雪量が大きく変動することが予想されている。季節凍土地域における冬季の気温や積雪量の変化は、厳冬期の土壌凍結深度に影響を及ぼすだけでなく、凍結―融解が発生する休眠期と生育期の端境期の土壌環境にも影響を及ぼす。土壌凍結や凍結―融解プロセスは、土壌中の微生物や細根、無機態窒素などの動態に影響を及ぼし、その結果として、生育期の純一次生産や養分循環にも影響を及ぼすことが予想されるが、詳細なメカニズムは明らかではない。そこで本研究では、冬季の積雪量の変化が生育期の純一次生産や養分吸収に与える影響を明らかにすることを目的として、季節凍土が発生する北海道東部太平洋側に位置する京都大学北海道研究林のミズナラが優占する天然林において、冬季から融雪期にかけての土壌環境を実験的に操作する大規模な野外積雪除去試験を行った。操作実験では、対照区と除雪区における土壌窒素動態、微生物動態、細根動態、樹液流など様々なプロセスについても同時に調べられたが、本研究では、対照区と除雪区における林冠木ミズナラと下層植生ミヤコザサの生産量と養分吸収量について報告する。
• 森林における土壌凍結が細根動態に及ぼす影響：積雪除去操作によるアプローチ

  福澤 加里部, 舘野 隆之輔, 鵜川 信, 渡辺 恒大, 細川 奈々枝, 今田 省吾, 柴田 英昭 日本森林学会大会発表データベース 127 (0) 708 -708 2016年 [査読無し][通常論文]
   

  植物細根の動態は森林の純一次生産や炭素・養分循環において重要な役割を果たすと考えられているが、同時に起こっている細根の生産と枯死プロセスの評価が方法的に難しいことや、それぞれに多くの要因が影響していることなどから、その詳細には不明な点も多い。本研究では、気候変動下での積雪量の減少により発生しやすくなると予想される冬季の土壌凍結が細根動態に及ぼす影響を明らかにするため、積雪除去操作を行い、非破壊的なスキャナ法を用いて細根生産・枯死プロセスを測定した。調査は北海道東部に位置する京都大学北海道研究林内のミズナラ林で行った。林冠はほぼミズナラで占められ、林床にはミヤコザサが生育している。除雪区では、2014年12月から2015年3月に除雪を行った。あらかじめアクリル製の根箱を埋設しておき、除雪処理前後の2年間にわたり根箱側面の土壌断面画像を定期的に撮影した。画像解析により、観測日ごとの根長、細根生産・枯死速度を測定した。その際、新たに出現した根や既存根の伸長を生産、消失を枯死とそれぞれ定義した。除雪の有無による冬季間の細根枯死や翌シーズンの細根生産パターンの違いについて報告する。
• 積雪操作処理による冬期から春期の土壌微生物・窒素動態の変化パターン

  渡辺 恒大, 小林 真, 柴田 英昭, 舘野 隆之輔, 今田 省吾, 福澤 加里部, 磯部 一夫, 浦川 梨恵子, 小田 智基, 細川 奈々枝 日本森林学会大会発表データベース 127 (0) 706 -706 2016年 [査読無し][通常論文]
   

  土壌微生物は冬期の低温環境でも活動を続け、土壌窒素動態に影響を及ぼす。断熱効果を持つ積雪量の増減は森林の土壌環境（地温や水分）への影響を通し、冬期から春期の土壌微生物と土壌窒素動態を変化させる。しかし、野外観測を基にした積雪量の変化が土壌微生物・土壌窒素動態に及ぼす影響に関する知見は限られる。本研究は京都大学北海道研究林（標茶区）において積雪除去実験を行い、積雪変化が冬期―春期における土壌微生物・窒素動態に及ぼす影響を解明することを目的とした。厳冬期における積雪除去区での土壌水分率の増加は、凍結による毛管上昇によって下層から表層に水分が供給されたことを示唆しており、そのことは表層土でのDOC含有率の増加と密接な関係があると考えられた。DOCは窒素循環に関わる土壌微生物のエネルギー源となることから、凍結・融解の影響による表層土壌でのDOC増加は、厳冬期におけるアンモニウム態窒素の増加や、積雪後期における微生物バイオマスの増加に深く関わっていることが示唆された。積雪変化による土壌凍結・融解サイクルの変動は、土壌水分やDOCの変化を通じて生態系の窒素循環の季節性に強く影響することが示された。
• 室内培養で得られる無機化・硝化パラメータによる野外窒素無機化量の推定

  浦川 梨恵子, 小柳 信宏, 中田 誠, 稲垣 善之, 福島 慶太郎, 中西 麻美, 大手 信人, 柴田 英昭, 舘野 隆之輔, 小田 智基, 戸田 浩人, 福澤 加里部, 渡辺 恒大, 菱 拓雄 日本森林学会大会発表データベース 127 (0) 638 -638 2016年 [査読無し][通常論文]
   

  全国16サイトの森林土壌を対象に1年間のバリードバッグ法を行い、現地の窒素無機化・硝化速度を0-10、10-30、30-50 cm深の3深度で測定した。また、4週間・3温度(15、20、25℃)の室内恒温培養を併用し、これにより得られた窒素無機化・硝化パラメータと地温データから現地の年間窒素無機化・硝化速度の推定を試みた。全サイト平均のバリードバッグ法による現地の年間窒素無機化・硝化量は、0-50 cm深でそれぞれ111±34、106±45 kgN ha^-1 y^-1であり、0-10 cmが0-50 cm深までの約50%を占めていた。0-10 cm深において、室内培養パラメータにより推定された年間平均速度は、無機化・硝化ともに野外培養の1.02倍と、現地とほぼ同等の値が得られた。地温測定インターバルが推定値に与える影響を検討すると、日、月の平均地温による推定値と1時間インターバルによる値の誤差はいずれも5%以下であり、1ヶ月までは精度を粗くしても推定値に差違はみられなかった。以上のことから、浅い深度においては、室内培養から求められるパラメータと月平均地温から、現地の窒素無機化・硝化量を推定することが可能である。
• ロシア極東・アムール州における共同研究促進活動に関する報告

  馬谷 佳幸, 福澤 加里部, 小林 真 北方森林保全技術 (32) 47 -52 2015年03月
• 日本の森林土壌における窒素無機化・硝化速度の制限要因

  浦川梨恵子, 大手信人, 柴田英昭, 磯部一夫, 舘野隆之輔, 小田智基, 菱拓雄, 福島慶太郎, 稲垣善之, 平井敬三, 小柳信宏, 中田誠, 戸田浩人, 田中健太, 渡辺恒大, 福澤加里部, 徳地直子, 鵜川信, 榎木勉, 中西麻美, 三枝信子, 山尾幸夫, 小谷亜由美 第126回日本森林学会大会 126th 216 2015年03月 [査読無し][通常論文]
  
• 河川水温に着目した融雪流出解析(2)

  野村 睦, 福澤 加里部, 鷹西 俊和 雪氷研究大会講演要旨集 2015 202 2015年
• 北海道東部における土壌微生物バイオマスと窒素動態の時系列変化

  渡辺恒大, 柴田英昭, 舘野隆之輔, 今田省吾, 福澤加里部, 小田智基, 浦川梨恵子, 磯部一夫, 細川奈々枝, 小林真, 稲垣善之 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web) 2015 2015年
• 植生の違いが表層土壌浸透水中の溶存窒素濃度に及ぼす影響

  井上 貴央, 角皆 潤, 中川 書子, 山下 洋平, 吉田 俊也, 福澤 加里部, 柴田 英昭 日本森林学会大会発表データベース 126 (0) 2015年 [査読無し][通常論文]
   

  森林土壌では無機態と有機態の窒素が循環しているが、両形態の溶存窒素動態の関係と植生の影響については未解明な部分が多い。そこで、北海道北部の天然性針広混交林に生育するアカエゾマツとミズナラ林冠下と林冠ギャップ内のササ地を対象に、林外雨、林内雨、有機物層及び土壌（深さ10 cm）の浸透水を季節ごとに採水し、無機態・有機態窒素（DIN、DON）、溶存有機炭素（DOC）の濃度を測定した。また、三次元蛍光スペクトルを用いて溶存有機物（DOM）の特性を調べ、硝酸態窒素（NO₃）の三酸素同位体組成（⊿¹⁷O値）を指標として大気由来のNO₃の割合を求めた。NO₃濃度は、林内雨ではササ地で高く、有機物層及び土壌の浸透水ではミズナラ下とササ地で高い傾向を示した。有機物層浸透水のDOC濃度はアカエゾマツ下で高かったが、DOC中のチロシン様DOMの割合はササ地で高かった。ササ地土壌ではチロシン様DOMの減少に対してNO₃濃度が上昇する関係が認められた。⊿¹⁷O値は土壌浸透水のNO₃のほとんどが土壌由来であることを示していた。アカエゾマツと比べてササ地における土壌浸透水のNO₃濃度が高かったのは、ササ有機物層から供給されるDOMの分解性が高いためであると考えられた。
• 植物中の自然同位体トレーサーを用いた硝酸の起源推定および同化過程の解析

  池谷 康祐, 安藤 健太, 中川 書子, 角皆 潤, 小松 大祐, 柴田 英昭, 福澤 加里部 日本地球化学会年会要旨集 62 (0) 2015年 [査読無し][通常論文]
   

  本研究では、自然環境下で生育する植物の個体内に含まれるNO<SUB>3</SUB><SUP>-</SUP>の窒素・三酸素同位体組成の定量法を主に木本類に適用し、植物に同化されるNO<SUB>3</SUB><SUP>-</SUP>の供給源同定を試みた。植物試料は、セコイア（針葉樹）、アラカシおよびソメイヨシノ（広葉樹）を含む木本類、ササを含む草本類などの様々な植物種について分析を行ったところ、ササ中のNO<SUB>3</SUB><SUP>-</SUP>は高い三酸素同位体組成値を持ち、半分近くが大気由来のNO<SUB>3</SUB><SUP>-</SUP>であることが示された。木本類についても、およそ3割は大気由来のNO<SUB>3</SUB><SUP>-</SUP>であることが示された。
• 生態系リモセンのためのJAXAスーパーサイト500

  秋津朋子, 奈佐原顕郎, 小林秀樹, 楊偉, 本多嘉明, 梶原康司, 谷川聡, 三枝信子, 林真智, HABURA Pingchun, 高橋善幸, 廣瀬保雄, 井手玲子, 渡會貴之, 柴田英昭, 日浦勉, 吉田俊也, 高木健太郎, 中路達郎, 福澤加里部, 加藤知道, 高木方隆, 小野祐作, 栗原幸雄, 宮崎理紗 日本農業気象学会全国大会講演要旨 2015 109 2015年 [査読無し][通常論文]
  
• 土壌の窒素無機化特性の変化に対応した細根の窒素吸収形態

  福澤加里部, 浦川梨恵子, 菱拓雄, 柴田英昭, 宮本敏澄, 舘野隆之輔 根の研究 23 (2) 52 2014年06月20日 [査読無し][通常論文]
  
• 日本の森林土壌の窒素無機化速度―現地培養による年間窒素無機化量―

  浦川 梨恵子, 大手 信人, 柴田 英昭, 小田 智基, 渡辺 恒大, 福澤 加里部, 稲垣 善之, 舘野 隆之輔, 小柳 信宏, 服部 大地, 中田 誠, 菱 拓雄, 福島 慶太郎, 中西 麻美 日本地球惑星科学連合2014年大会 2014年04月 [査読無し][通常論文]
  
• GCOE国際プロジェクト推進室の活動報告

  福澤 加里部, 柴田 英昭, 甲山 隆司 北方森林保全技術 (31) 27 -33 2014年02月
• 台風撹乱がリター供給を介して土壌窒素動態に及ぼす影響

  福澤加里部, 吉田俊也, 柴田英昭 日本生態学会大会講演要旨(Web) 61st 2014年
• 土壌の窒素無機化の変化に対する細根の養分吸収の応答

  福澤加里部, 浦川梨恵子, 菱拓雄, 柴田英昭, 宮本敏澄, 舘野隆之輔 根の研究 22 (4) 158 2013年12月20日 [査読無し][通常論文]
  
• 日本の森林土壌の窒素無機化速度―土壌の化学的特性―

  浦川 梨恵子, 大手 信人, 柴田 英昭, 渡辺 恒大, 福澤 加里部, 舘野 隆之輔, 菱 拓雄, 福島 慶太郎, 稲垣 善之, 平井 敬三, 戸田 浩人, 田中 健太, 小柳 信宏, 服部 大地, 中田 誠, 小田 智基, 三枝 伸子, 山尾 幸夫, 中西 麻美, 榎木 勉, 鵜川 信 日本地球惑星科学連合2013年大会 2013年05月 [査読無し][通常論文]
  
• スキャナを用いた海草・アマモの根の動態解析

  福澤 加里部, 仲岡 雅裕, 中路 達郎, 林 奈津美 根の研究 = Root research 22 (1) 47 -47 2013年03月20日
• 北海道北部の森林生態系における短期的な土壌窒素肥沃度の変化に対するササー土壌系の応答

  渡辺 恒大, 福澤 加里部, 柴田 英昭 日本森林学会大会発表データベース 124 819 2013年 

  森林の下層植生はしばしば土壌－植生系の物質循環を通し、天然林や撹乱林における一次生産や水質浄化など生態系機能の形成、維持に大きく貢献している。このことは下層植生が大きい窒素シンク能を有していることを示唆している。そこで本研究は土壌窒素肥沃度の変化が土壌－植生系の窒素シンクと内部循環に及ぼす影響を解明することを目的とした。北海道北部の天然性針広混交林において対照区、低窒素区、高窒素区に設けたササのみのサブプロットで窒素施肥実験を行い、ササ地上部・地下部バイオマス、リターフォール、リター分解、土壌、根圏外への窒素溶脱量を調査した。 マスバランスによる解析の結果、窒素施肥後に高窒素区のササ地上部の窒素蓄積量と溶脱量が他区よりも有意に増加した。一方、約9 g N m^-2の窒素蓄積量の増加が認められたものの、リター動態の有意な変化は認められなかった。また、両施肥区では約 5 g N m^-2の窒素が微生物を含むリター層に保持されると推察されたことから、窒素シンク強度としてはササよりも微生物を含むリター層の方が強い一方、シンク量としては一定の限界値があり、その量はササの方が大きいこと示された。
• 北海道北部における人為的な森林撹乱が流域の溶存イオン動態に与える影響

  青山 隼人, 早柏 慎太郎, 平松 悠揮, 平野 祐也, 福澤 加里部, 吉田 俊也, 柴田 英昭, 笹 賀一郎, 佐藤 冬樹 日本森林学会大会発表データベース 124 (0) 798 -798 2013年 [査読無し][通常論文]
   

  昨年の報告に引き続き、森林施業が渓流水質に与える影響を評価するため、北海道北部にて操作実験を行った。欧米における既往の研究とは異なり、皆伐処理に伴う渓流水への硝酸イオンの流出は認められなかった。これに対し、掻き起し区では処理を行なってから3年後に硝酸イオンの流出が認められた。表土戻し区では処理直後に硝酸イオン濃度が約4倍上昇した。表層における土壌水の硝酸イオンは、処理後1年間は高濃度であったが、3年後には森林区と同程度に戻っており、草本の成長に伴う表層の硝酸イオンの吸収が原因と考えられる。一方、土壌中の硝酸イオン濃度が上昇するのに伴い、マグネシウムイオンやカルシウムイオン濃度も上昇したが、これらのイオンは渓流水質に影響を及ぼさなかった。また、豪雨時における渓流水の硝酸イオン濃度は水位低下後、掻き起し区は速やかに濃度低下を観測し、表土戻し区は数日間高濃度の継続が認められた。表土戻し処理によって、高濃度の硝酸イオンが地下深部で広範囲に滞留し、速やかに渓流水中に流出しやすい状況であることが示唆された。以上の結果を元に、森林施業に伴う渓流水質の変化を溶存イオンに着目した議論の結果を報告する。
• 森林土壌における窒素動態の空間的不均質性の形成要因の解明：リターと植生構造に着目して

  井上 貴央, 柴田 英昭, 福澤 加里部, 吉田 俊也, 渡辺 恒大 日本森林学会大会発表データベース 124 (0) 817 -817 2013年 [査読無し][通常論文]
   

  森林生態系の窒素循環は生物生産や環境保全機能を理解する上で重要である。これまで、樹種や林相の違いにより植生―土壌間の窒素循環が異なることは比較的明らかになっているものの、植生構造と土壌窒素動態との空間的な関係性については未解明な点が多い。そこで、本研究では天然の針広混交林において下層植生を含む植生の空間分布がリターフォールを介して土壌窒素動態の空間分布とどのように関係しているかを調べた。 北海道北部の天然性冷温帯針広混交林を調査地とし、植生分布、リターフォール、粗腐植層、表層土壌の量や化学成分、土壌微生物呼吸と窒素無機化・硝化速度の空間分布をもとに解析を行った。 粗腐植層の厚さは針葉樹下で厚く、広葉樹近傍のササやオオカメノキが優占する場所では薄くなる傾向にあった。また、リターフォールのC/N比と粗腐植層の厚さには正の相関が認められ、粗腐植層の厚さと硝酸態窒素含有率、正味硝化速度の間には有意な負の相関関係が見られた。つまり、植生の空間分布やリターフォールの質の違いは粗腐植層の分解速度に不均質性を生み出すことによって土壌の硝酸態窒素の空間分布パターンに影響していることが明らかとなった。
• Characteristics of Nitrogen Mineralization Rates and Controlling Factors in Forest Soils in the Japanese Archipelago

  Urakawa Rieko, Ohte Nobuhito, Shibata Hideaki, Isobe Kazuo, Oda Tomoki, Watanabe Tsunehiro, Fukuzawa Karibu, Ugawa Shin, Hishi Takuo, Enoki Tsutomu, Tateno Ryunosuke, Fukushima Keitaro, Nakanishi Asami, Saigusa Nobuko, Yamao Yukio, Oyanagi Nobuhiro, Hattori Daichi, Nakata Makoto, Tanaka Kenta, Toda Hiroto, Inagaki Yoshiyuki, Hirai Keizo AGU(American Geophysical Union) Fall Meeting 2013年 [査読無し][通常論文]
  
• 北海道の冷温帯林における土壌の窒素無機化の変化に対する細根の応答

  福澤 加里部, 浦川 梨恵子, 菱 拓雄, 柴田 英昭, 宮本 敏澄, 舘野 隆之輔 日本森林学会大会発表データベース 124 (0) 816 -816 2013年 [査読無し][通常論文]
   

  土壌の窒素動態と植物細根による養分吸収の関係を明らかにするため、細根侵入の有無が土壌の正味窒素無機化量に及ぼす影響を調べた。北海道の多雪・少雪地域に位置する北大雨龍および九大足寄の天然林にてレジンコア法による現地培養を行い、土壌カラムの部分をメッシュにしたイングロスコア式レジンコア（根あり区）と通常のレジンコア（根なし区）との間で窒素無機化量を比較した。2010年11月に雨龍・足寄の両サイトで現地の土壌を用いてミズナラの周囲にレジンコアを埋設し、一部は2011年4月に回収し、残りは8月まで引き続き足寄で野外培養した。培養前後の土壌中の窒素量の差と回収後のイオン交換樹脂中の窒素量の合計値を正味の窒素無機化量（NH4-N生成量、NO3-N生成量）とした。足寄・雨龍土壌での生育期の根なし区における硝化率はそれぞれ43％、1％であった。一方、根あり区においては両土壌の正味窒素無機化量は同程度であったが、足寄土壌でNO3-N生成が、雨龍土壌でNH4-N生成がそれぞれ低下した。生成する窒素の形態の変化に対して、細根は利用しやすい形態の窒素を吸収するという可塑性をもっていることが示された。
• 森林生態系における土壌の窒素動態に冬季気候変動にともなう凍結融解サイクルの変化が及ぼす影響

  浦川 梨恵子, 小柳 信宏, 中田 誠, 中西 麻美, 福島 慶太郎, 榎木 勉, 木庭 啓介, 諏訪 裕一, 柴田 英昭, 黒岩 恵, 稲垣 善之, 舘野 隆之輔, 菱 拓雄, 福澤 加里部, 平井 敬三, 戸田 浩人 日本森林学会大会発表データベース 124 (0) 171 -171 2013年 [査読無し][通常論文]
   

  温帯の森林生態系では、冬季気候変動によりもたらされる凍結融解サイクルの変化が土壌の窒素(N)動態に影響を与えることが予想される。本研究では日本各地10カ所の土壌を、北海道の多雪(非凍結環境)および少雪地帯(凍結融解環境)で野外培養することにより、凍結融解サイクルの有無によるN無機化、硝化速度の変化と、凍結融解サイクルに対する反応の大きさと土壌特性との関係を調査した。また、凍結融解サイクル経験の有無が生育期のN動態に与える影響を明らかにするため、春～夏季のN無機化、硝化速度も引き続き調査した。凍結融解環境下にあった土壌は、非凍結環境下の土壌に比べて冬季の無機化速度は大きく、硝化速度は小さかった。生育期では、凍結融解サイクルを経験した土壌は、非凍結の土壌に比べて硝化速度が上昇する傾向がみられた。以上の反応には土壌による差が見られ、総硝化速度、総硝酸消費速度およびアンモニウム態N現存量の高い土壌ほど、無機化速度および硝化速度の凍結融解環境と非凍結環境の差が大きかった。微生物活性や肥沃度の高い土壌では、気候変動にともなう凍結融解サイクル変化に対して敏感に反応することが示唆された。
  
• 森林の炭素・窒素動態におけるササの役割

  福澤 加里部 森林科学 69 (0) 13 -17 2013年 [査読無し][通常論文]
  
• 芦生研究林におけるシカ排除柵によるススキ群落の回復過程

  石原 正恵, 今西 亜友美, 阪口 翔太 森林研究 = Forest research, Kyoto (78) 39 -56 2012年09月 [査読無し][通常論文]
   

  近年,日本各地でシカの採食による草地の植生改変が生じている。芦生研究林長治谷作業小屋の開地ではススキを主とする草本群落が見られたが,2007年以降シカの採食により衰退した。防鹿柵によるススキ群落の種多様性および現存量の回復過程を把握するため,柵設置1～3年後に柵内外で植生調査および刈り取り調査を行った。柵設置1年後から柵内は柵外に比べ種多様性が高く,機能形質を元に種を分類した機能群の多様性も高くなり,種組成にも明瞭な違いが見られた。調査地近辺で2003年に見られなくなったと報告されていた種を含む77種が柵内で見られた。群落高,植被率および現存量も2年後には一般的なススキ草地と同程度まで増加した。このようにススキ群落の多様性と現存量が早期に回復したのは,ススキ群落の衰退直後に柵を設置したためと考えられた。柵内では背丈の高いススキ,オカトラノオや小高木･低木種が優占し,一部の背丈の低い分枝型広葉草本は競争排除され,高木種の定着も見られなかったため,今後もしばらくはススキ群落が続き,多様性が低下すると予想された。柵外では不嗜好性のイグサと分枝型一年生広葉草本のトキンソウの被度が増加し,植生の単純化が進行した。
• P-67 ブラックカーボンとカリウムの相関について : バイオマス燃焼の影響(ポスター発表)

  野口 泉, 山口 高志, 秋山 雅行, 川村 美穂, 村尾 直人, 高木 健太郎, 柴田 英昭, 福澤 加里部, 本多 宏充 大気環境学会年会講演要旨集 (53) 297 -297 2012年
• 大気から沈着する窒素と衰退した森林生態系の相互作用定量化

  角皆 潤, 小松 大祐, 鈴木 敦, 中川 書子, 福澤 加里部, 柴田 英昭, 高木 健太郎, 野村 睦 日本地球化学会年会要旨集 59 (0) 2012年 [査読無し][通常論文]
   

  本研究では、森林およびササを伐採した演習林から流出する硝酸イオンの三酸素同位体組成の時間変化を分析することで、流出水中の硝酸イオンの起源を明らかにして、森林の大気から沈着する窒素除去能力に対して伐採が与える影響を定量化した。その結果、特にササ伐採後は沈着窒素の流出フラックスが伐採前の約20倍に増加しており、大気から沈着する窒素の除去能力がほぼ完全に失われたことが明らかになった
• GCOE-INeT国際フィールド科学サマースクールの取り組み

  柴田 英昭, 福澤 加里部 北方森林保全技術 0 (29) 26 -29 2011年11月 [査読無し][通常論文]
  
• 北海道の冷温帯林における地温上昇が細根動態に及ぼす影響

  福澤加里部, 中路達郎, 中村誠宏, 小熊宏之, 日浦勉 日本森林学会大会学術講演集(CD-ROM) 122nd ROMBUNNO.J31 2011年03月25日 [査読無し][通常論文]
  
• 気候変動による積雪変化が森林土壌の物質循環機能に及ぼす影響―全国サイトにおける土壌の化学的性質―

  浦川梨恵子, 柴田英昭, 菱拓雄, 稲垣善之, 舘野隆之輔, 福澤加里部, 戸田浩人, 平井敬三, 中西麻美, 福島慶太郎, 中田誠, 小柳信宏, 榎木勉 日本森林学会大会学術講演集(CD-ROM) 122nd (0) ROMBUNNO.B07 -46 2011年03月25日 [査読無し][通常論文]
  
• 低温環境下における森林土壌での窒素の無機化・硝化過程の解明

  長谷川由布子, 福澤加里部, 渡辺恒大, 柴田英昭, 黒岩恵, 磯部一夫, 木庭啓介 日本生態学会大会講演要旨集 58th 302 2011年03月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 北海道北部における森林施業が河川への栄養塩流出に与える影響

  青山 隼人, 早柏 慎太郎, 平松 悠揮, 平野 祐也, 山ノ内 誠, 上浦 達哉, 福澤 加里部, 吉田 俊也, 柴田 英昭, 笹 賀一郎, 佐藤 冬樹 日本森林学会大会発表データベース 123 (0) Pa013 -Pa013 2011年 [査読無し][通常論文]
  
• 植物体内に含まれる硝酸中に見つかった三酸素同位体異常

  鈴木 敦之, 角皆 潤, 中川 書子, 小松 大祐, 柴田 英昭, 福澤 加里部 日本地球化学会年会要旨集 58 (0) 278 -278 2011年 [査読無し][通常論文]
   

  植物にとって窒素(N)は必須栄養素の一つである。一般に植物は根から取り込んだ硝酸(NO₃^-)やアンモニアを窒素源として利用していると考えられている。しかし酸性雨などとして知られるように、降水はNO₃^-を土壌水と同等か、それ以上の高い濃度で含んでいることが知られている。そこで本研究は、植物が葉などを通して大気からの沈着に由来するNO₃^-を直接取り込んでいる可能性について、植物体内から抽出したNO₃^-の同位体組成を指標に検証した。<BR> 本研究では、特にNO₃^-の三酸素同位体組成(Δ¹⁷O)に着目した。Δ¹⁷Oはオゾン(O₃)が関係した大気中の光化学反応で値が増大するのに対して、一般の化学反応では変化しないという特徴がある。それゆえ、大気NO₃^-はΔ¹⁷O＝+25‰前後の大きな値を示すのに対して、土壌中で硝化等によって生成するNO₃^-はΔ¹⁷O＝0‰となる。植物体内のNO₃^-のΔ¹⁷Oを測定する事により、大気から直接取り込まれたNO₃^-が存在するかどうか、正確に判別する事が可能である。<BR> 試料は、北海道大学北方生物圏フィールド科学センターの雨龍研究林を中心とした北海道内の山林に自生していた植物で、特に普遍的に存在する笹を中心に、数種の植物の葉や茎、根を採取した。採取した植物は超純水を用いてよく洗浄した後、凍結乾燥してから粉砕し、超純水にて振とう抽出を行った。抽出された水溶液中のNO₃^-は、Tsunogai et al. (2010)に倣い、まずCd還元法を用いてNO₃^-をNO₂^-化した上で、N₃H試薬を用いてN₂O化し、連続フロー型質量分析計に導入して同位体組成を定量した。<BR> 分析の結果、植物の特に葉において最大でΔ¹⁷O＝+18‰もの大きな三酸素同位体異常が観測された。一方、根や茎などではあまり大きな異常は観測されなかった。以上の事実から、植物中では根以外に葉から直接的にNO₃^-を体内に取り込むプロセスが存在することが確認された。植物体内のNO₃^-のΔ¹⁷Oは、植物中の窒素取り込み過程の違いを識別できる有用な指標となり得る事が示された。
• 北海道の冷温帯林における細根の有無が土壌の窒素無機化に及ぼす影響

  福澤 加里部, 浦川 梨恵子, 菱 拓雄, 柴田 英昭, 宮本 敏澄, 井上 貴央, 舘野 隆之輔 日本森林学会大会発表データベース 123 (0) L06 -L06 2011年 [査読無し][通常論文]
  
• 北海道北部の天然林生態系における窒素循環プロセスの特性

  柴田 英昭, 福澤 加里部 環境科学会誌 = Environmental science 23 (4) 277 -283 2010年07月30日 [査読無し][通常論文]
   

  北海道北部の天然林生態系における窒素循環について、北海道大学研究林における事例研究から、その特徴や課題について論じた。北海道北部は大気汚染の影響が比較的小さく、大気沈着で森林に供給された窒素のほとんどは森林生態系内部に保持されている。土壌から河川への窒素溶脱については、生物活性が低く、大量の融雪水が供給される融雪期に年間の約6割に相当する窒素が溶脱していた。（15）Nをトレーサーとした室内培養実験の結果から、土壌表層に生息する土壌微生物による速やかな窒素有機化は、生態系の窒素保持メカニズムとしてとくに重要であった。一方、掻き起こし施業における植生や表土の除去により、植生による窒素吸収の停止、土壌微生物による硝化の促進、窒素有機化低下の結果として、土壌から下層への硝酸態窒素の溶脱ポテンシャルが増加することが示された。しかしながら、流域レベルでの樹木伐採に対しては、林床植生として残存したササが細根バイオマスを増やし、養分吸収することによって土壌から河川への硝酸態窒素の溶脱を軽減する役割を果たしていた。また、北海道北部の森林地帯は地形が比較的緩やかであり、河川近傍には河畔帯が広がりやすい特徴を有している。そのため、生態系の窒素循環プロセスの結果として生成される河川水質に対し、河畔部での脱窒や養分吸収が大きく影響していた。以上のことから、北海道北部の天然林生態系において、さまざまな環境変動に対する窒素循環プロセスの変化や応答を理解するためには、多雪寒冷である気候特性をはじめとして、樹木やササ、土壌微生物による生物コントロール、流域内の土壌分布や河畔帯での窒素保持を含めた地形水文コントロールを含んだ評価やモデルを発展させることが重要である。
• 森林地域における金属成分の動態

  宮川浩樹, 深澤達矢, 野口泉, 高橋正宏, 佐藤久, 福澤加里部, 柴田英昭, 野村睦, 高木健太郎, 三枝信子 環境化学討論会講演要旨集 19th 130 -131 2010年06月20日 [査読無し][通常論文]
  
• ミズナラとクマザサの細根生産と機能の季節変化

  福澤加里部, 檀浦正子, 兼光修平, 坂井百々子, 上田実希, 小杉緑子, 徳地直子 日本森林学会大会学術講演集(CD-ROM) 121st ROMBUNNO.D20 2010年04月02日 [査読無し][通常論文]
  
• 4地点の森林土壌における総硝化速度と微生物

  黒岩恵, 木庭啓介, 戸田浩人, 楊宗興, 磯部一夫, 妹尾啓史, 柴田英昭, 福澤加里部, 稲垣善之, 舘野隆之輔, 中西麻美, 浦川梨恵子 日本森林学会大会学術講演集(CD-ROM) 121st ROMBUNNO.H04 2010年04月02日 [査読無し][通常論文]
  
• 森林生態系の窒素動態に関する土壌培養の地域比較実験

  柴田 英昭, 戸田 浩人, 稲垣 善之, 舘野 隆之輔, 木庭 啓介, 中西 麻美, 福澤 加里部, 浦川 梨恵子, 山崎 朱夏, 長谷川 由布子 第121回日本森林学会大会 2010年04月 [査読無し][通常論文]
  
• 北方針広混交林流域の水文および溶出過程に対する掻き起し処理の影響

  佐藤 冬樹, 早柏 慎太郎, 上浦 達哉, 吉田 俊也, 野村 睦, 福澤 加里部, 柴田 英昭, 笹 賀一郎 日本森林学会大会発表データベース 121 (0) 467 -467 2010年 [査読無し][通常論文]
  
• 森林源流域における窒素の生物地球化学過程と渓流水質の形成 (窒素汚染と大気・水環境)

  柴田 英昭, 戸田 浩人, 稲垣 善之 地球環境 15 (2) 133 -143 2010年 [査読無し][通常論文]
  
• 第7回国際根研究学会シンポジウムに参加して

  福澤 加里部 根の研究 = Root research 18 (4) 152 -152 2009年12月24日
• 冷温帯林における細根生産・枯死の季節変動と年変動

  福澤 加里部, 柴田 英昭, 高木 健太郎, 佐藤 冬樹, 笹賀 一郎, 小池 孝良 根の研究 = Root research 18 (2) 70 -70 2009年06月26日 [査読無し][通常論文]
   

  【はじめに】森林生態系の生産性、炭素や養分動態に細根が重要な役割を果たしていることが近年認識されてきた。細根生産は地上部で獲得した炭素を使って行われ、細根の枯死・分解により土壌へ炭素や養分が移動するためである。そのような細根の生産量を評価するためには、細根バイオマスだけでなく、細根のターンオーバーや生産・枯死の時間変化を明らかにする必要がある。既往研究での細根生産・枯死の時間変動パターンは気候帯や植生の種類によって異なっており、さまざまなタイプの森林生態系において、長期的にそして環境要因との関係を解明することも必要である。本研究では、北海道北部のササ型林床をもつ冷温帯林における細根動態を明らかにするために、細根バイオマス・ネクロマスと生産・枯死の季節変化および年変動を測定し、環境要因との関係を検証した。
• 天塩研究林における大気汚染物質の沈着に関する研究

  長谷川祥樹, 深澤達矢, 野口泉, 高橋正宏, 佐藤久, 福澤加里部, 柴田英昭, 野村睦, 高木健太郎, 藤沼康実, 佐々木巴え 環境化学討論会講演要旨集 18th 78 -79 2009年06月09日 [査読無し][通常論文]
  
• 河川の流下に伴う食物網の炭素窒素安定同位体比の変化-仁淀川の例

  鎌内 宏光, 新井 宏受, 福島 慶太郎, 福澤 加里部, 土居 秀幸, 富永 浩史, 近藤 千眞, 徳地 直子 日本森林学会大会発表データベース 120 450 -450 2009年
• 仁淀川流域における河川水質の集水域間の変動と流下過程での変化-炭素・窒素を中心に-

  福澤加里部, 徳地直子, 新井宏受, 長谷川尚史, 吉岡崇仁 日本森林学会大会学術講演集(CD-ROM) 120th 2009年
• 森林施業に伴う撹乱の強度と空間配置が渓流水質に与える影響：PnETモデルを用いた検討

  福島 慶太郎, 福澤 加里部, 徳地 直子, 勝山 正則, 吉岡 崇仁 日本陸水学会第74回大会 74 37 -37 2009年 [査読有り][通常論文]
  
• 根箱を用いたミズナラとクマザサの細根動態パターンの解析

  福澤 加里部 根の研究 = Root research 17 (4) 158 -158 2008年12月26日
• 伐採・植林などの森林施業が北海道北部森林小流域の炭素・水・窒素動態に与える影響

  高木健太郎, 福沢加里部, 梁乃申, 野村睦, 柴田英昭, 深澤達矢, 野口泉, 小熊宏之, 秋林幸男, 笹賀一郎, 小池孝良, 藤沼康実, 水野真人, 村山岳史 CGER リポート M019-2008 27 -32 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• 炭素動態における細根の役割:細根生産と枯死・分解の時間変化およびターンオーバー

  福澤 加里部, 里村 多香美, 柴田 英昭, 高木 健太郎, 佐藤 冬樹, 小池 孝良, 笹 賀一郎 日本森林学会大会発表データベース 119 (0) 107 -107 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• 河川の流下に伴う食物網の炭素窒素同位体比の変化-仁淀川の例

  鎌内 宏光, 新井 宏受, 福島 慶太郎, 福澤 加里部, 土居 秀幸, 富永 浩史, 近藤 千眞, 徳地 直子 弟55回日本生態学会大会講演要旨集, 55, p.387 55th 2008年 [査読有り][通常論文]
  
• 北海道北部の天然林生態系における物質循環と森林施業の関わり

  柴田 英昭, 福澤 加里部, 吉田 俊也 日本森林学会大会発表データベース 119 (0) 155 -155 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• 天塩研究林における大気及び大気降下物中の金属成分に関する研究

  深澤達矢, 長谷川祥樹, 高橋正宏, 太田幸雄, 福澤加里部, 高木健太郎, 野村睦, 柴田英昭, 野口泉, 藤沼康実 大気環境学会年会講演要旨集 48th 292 2007年08月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 天塩研究林における森林土壌中の金属成分に関する研究

  中島篤, 深澤達矢, 長谷川祥樹, 高橋正宏, 福澤加里部, 柴田英昭, 野村睦, 高木健太郎, 藤沼康実 環境化学討論会講演要旨集 16th 222 -223 2007年06月19日 [査読無し][通常論文]
  
• 森林地域における大気からの金属成分沈着に関する研究

  深澤遠矢, 長谷川祥樹, 高橋正宏, 福澤加里部, 柴田英昭, 野村睦, 高木健太郎, 藤沼康実, 飛澤拓也 環境化学討論会講演要旨集 16th 226-227 2007年06月19日 [査読無し][通常論文]
  
• Consideration in the study of tree fine-root turnover with minithizotrons

  Satomura, T, Fukuzawa, K, Horikoshi, T Plant Root 1 34 -45 2007年 [査読無し][通常論文]
   

  Fine-root turnover is an important component of forest carbon dynamics. We detail the characteristics of the minirhizotron method of measuring fine-root turnover and discuss its methodological implications. Minirhizotron data are relative values proportional to the data taken from the bulk, in situ soil, since they are taken at the soil-tube interface, so we propose several ways to validate minirhizotron data. Most short-term studies show fine-root production to be higher than fine-root mortality, suggesting that disturbance resulting from minirhizotron installation continues for several years. Initial-years results tend to lead to overestimates of fine-root dynamics, although these results define the maximal limits of fine-root production and mortality. We compare the definitions of fine-root turnover and methods of calculation used in different studies. We find that values of fine-root turnover depend on the definition of fine roots, methods of measurement, definition of turnover, and methods of calculation, so these factors must be taken into account when turnover values are discussed. In addition, soil depth is a key factor in the study of fine-root turnover, as is variation in the physical qualities, form and function, of the fine roots. Further long-term research into these key factors in relation to biotic and abiotic parameters will improve our knowledge of forest carbon dynamics.
• ササ型林床をもつ冷温帯林の炭素・窒素動態における細根の役割

  福澤 加里部, 柴田 英昭, 高木 健太郎, 佐藤 冬樹, 小池 孝良, 笹 賀一郎 日本森林学会大会発表データベース 118 (0) 692 -692 2007年 [査読無し][通常論文]
  
• 仁淀川流域における地形および土地利用が河川水質に及ぼす影響

  福澤 加里部, 徳地 直子, 鎌内 宏光, 長谷川 尚史, 吉岡 崇仁, 柴田 昌三, 山下 洋 第55回日本生態学会大会講演要旨集, p.471 2007年 [査読無し][通常論文]
  
• 大気からの金属成分沈着に関する研究

  長谷川祥樹, 深澤達矢, 平島邦人, 野々上沙織, 橘治国, 高橋正宏, 福澤加里部, 柴田英昭, 野村睦, 高木健太郎, 藤沼康実 環境化学討論会講演要旨集 15th 126 -127 2006年06月19日 [査読無し][通常論文]
  
• Acid Rain 2005に参加して : 酸性雨研究の最前線と日本の課題

  柴田 英昭, 福澤 加里部 日本森林学会誌 88 (1) 60 -63 2006年02月01日 [査読無し][通常論文]
  
• 北海道北部の冷温帯林における細根バイオマス，生産および枯死の季節変化

  福澤 加里部, 柴田 英昭, 高木 健太郎, 佐藤 冬樹, 小池 孝良, 笹 賀一郎 日本森林学会大会発表データベース 117 (0) 61 -61 2006年 [査読無し][通常論文]
  
• 伐採・植林などの森林施業が冷温帯林流域の物質循環に与える影響

  高木健太郎, 野村睦, 福澤加里部, 柴田英昭, 深澤達矢, 秋林幸男, 笹賀一郎, 小池孝良, 藤沼康実, 梁乃申, 小熊宏之, 米康充, 犬飼孔, 前林衛 炭素循環および温室効果ガス観測ワークショップ講演要旨集 平成18年 146 -147 2006年 [査読無し][通常論文]
  
• 北海道北部天然林の炭素吸収能と便益の評価

  秋林幸男, 高木健太郎, 野村睦, 北條元, 菅田定雄, 柴田英昭, 福澤加里部, 吉田俊也, 小池孝良, 笹賀一郎, 藤沼康実, 前林衛 北方林業 57 (8) 176 -179 2005年 [査読無し][通常論文]
  
• 森林地域における金属成分の動態

  平島 邦人, 濱谷 基広, 飛澤 拓也, 深澤 達矢, 橘 治国, 福澤 加里部, 柴田 英昭, 野村 睦, 高木 健太郎, 藤沼 康実 地球環境シンポジウム講演論文集 13 317 -322 2005年 [査読無し][通常論文]
   

  To understand the behavior of metals in forest area, we collected atmospheric aerosol, fallout and river water samples in every two weeks from June of 2002 to December of 2004 in the Teshio Experimental Forest (45°03'N, 142°07'E a. s. 1.66m). And all samples were analyzed by ICP-MS for metals, such as Fe, Al, Ti, Ba, Sr, Mn, Zn, Pb.<BR>Atmospheric concentrations of Fe, A1, Pb, Mn and Sr in both aerosols and fallouts increased in winter. However, the atmospheric Zn and Ba in aerosols increased during winter, but in the fallouts.<BR>In the event of rainfall, Ba, Sr and Mn concentrations in river water, those were mainly plant origin, were decreasing with increasing in the flow. On the contrary, Al and Ti. concentrations in the water, those were mainly soil origin, were increasing in the same period. As for Fe, also soil origin was decreasing in the period. In thaw season, Fe, Ba and Sr concentrations decreased with increasing in flow, however, Al and Zn concentrations increased. In comparison the annual output from the river water with the annual input from the fallouts. As for Al, Fe, Sr and Ba, the output exceeded the input. As for Zn and Pb, the input exceeded the output. As for Mn and Ti, the input and the output were nearly equal.
• 北海道北部の冷温帯林における森林伐採が流域の水循環に及ぼす影響

  高木 健太郎, 野村 睦, 柴田 英昭, 福澤 加里部, 笹 賀一郎, 秋林 幸男, 佐藤 冬樹, 藤沼 康実 日本森林学会大会発表データベース 116 (0) 717 -717 2005年 [査読無し][通常論文]
  
• 北海道北部針広混交林における皆伐施業が微気象および炭素・水循環に及ぼす影響

  高木健太郎, 野村睦, 柴田英昭, 笹賀一郎, 秋林幸男, 佐藤冬樹, 小池孝良, 福澤加里部, 香山雅純, 藤沼康実, 前林衛 北方林業 56 197 -200 2004年 [査読無し][通常論文]
  
• 3^ International Symposium on Dynamics of Physiological Processes in Woody Roots に参加して

  福澤 加里部 根の研究 = Root research 12 (4) 226 -226 2003年12月19日
• 北海道北部の冷温帯林における地上部および地下部の生産量・枯死量

  福澤 加里部, 柴田 英昭, 高木 健太郎, 佐藤 冬樹, 笹賀 一郎, 小池 孝良 根の研究 = Root research 12 (4) 210 -210 2003年12月19日 [査読無し][通常論文]
   

  はじめに:大気から森林生態系に固定された炭素の挙動については不明な点が多い。地下部へ転流する光合成産物の割合や、土壌の炭素収支の構成要因として、植生の根系から土壌への炭素移入量については定量的に明らかとなっていない。本研究では、土壌－植生系の炭素・養分循環における細根動態の役割を明らかにすることを目的に、細根生産量・細根枯死量を定量的に算出し、地上部生産量・リターフォールと比較した
• 天塩研究林で実施した樹木バイオマス調査について

  浪花 彰彦, 菅田 定雄, 北條 元, 高橋 廣行, 高木 健太郎, 野村 睦, 杉下 義幸, 柴田 英昭, 秋林 幸男, 香山 雅純, 福澤 加里部 北方森林保全技術 21 (21) 26 -30 2003年12月 [査読無し][通常論文]
  
• 択伐が繰り返された北海道北部の天然林のバイオマス

  秋林幸男, 吉田俊哉, 笹賀一郎, 小池良孝, 深沢達矢, 福沢加里部, 香山雅純, 藤沼康実, 前林衛 日本林学会大会学術講演集 114th 2003年
• 森林伐採，育林などの施業が二酸化炭素吸収能に与える影響を解明する －北海道大学天塩研究林における大規模野外実験－

  北條元, 高木健太郎, 笹賀一郎, 小池孝良, 秋林幸男, 野村睦, 柴田英昭, 吉田俊也, 杉下義幸, 菅田定雄, 小林信, 芦谷大太郎, 浪花彰彦, 福澤加里部, 藤沼康実, 高田雅之, 前林衛, 酒井一弘 北方林業 54 245 -247 2002年 [査読無し][通常論文]
  
• ミズナラ-ササ生態系における炭素および養分の現存量と循環

  福沢加里部, 柴田英昭, 佐藤冬樹, 笹賀一郎, 高木健太郎, 吉田俊也, 秋林幸男 日本林学会大会学術講演集 113th 2002年

共同研究・競争的資金等の研究課題

• 窒素沈着量の減少によって森林の生態系機能は回復するか

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2022年04月 -2026年03月 

  代表者 : 智和 正明, 福澤 加里部, 笠原 玉青, 菱 拓雄, 舘野 隆之輔, 柴田 英昭
• 樹木・林床植生系の菌根タイプの多様性を考慮した森林の土壌窒素動態メカニズムの解明

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 

  代表者 : 福澤 加里部, 谷口 武士, 舘野 隆之輔, 智和 正明, 菱 拓雄, 松山 周平, 木庭 啓介, 野村 睦
• 半乾燥生態系での植物ー根圏微生物相互作用系を活用した緑化技術の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2020年10月 -2025年03月 

  代表者 : 舘野 隆之輔, 福澤 加里部, 龍見 史恵, 細川 奈々枝

   

  本課題は、半乾燥地で多様性な種が共存する天然林では見られるが、従来の単一植栽の植栽地ではみられないような土壌微生物群や機能群を特定し、さらに植物―微生物間の相互ネットワークのコアとなる微生物群や有機化合物を特定することで、荒廃地や放棄農地、従来の植栽地から在来種を中心とした天然植生へと誘導する次世代型の緑化技術の提案を目的としている。具体的には以下の課題について取り組む予定である。（A) 誘導目標としての多様な在来種が優占する天然植生に加え、外来種を用いた単一種による植栽地や荒廃地、農地において、それぞれコアとなる土壌の微生物群を特定するとともに、共生関係を含む根圏での有効な植物―微生物間の相互作用関係の全貌を明らかにする。（B) 在来種と従来の緑化種の根圏土壌での植物―微生物相互作用系が生態系機能に与えるメカニズムを明らかにする。（C) 有効な植物―微生物相互作用系を活用した新しい緑化手法を開発する。 令和３年度は、令和２年度に引き続き、新型コロナウイルス感染症拡大の影響で渡航が難しく、現地で新しいサンプルを得ることが出来なかったが、これまで我々の研究グループで解析を進めてきた現地土壌培養実験の試料でのNGSシーケンスデータを活用し、微生物の群集構造やネットワーク構造に影響を及ぼす要因が、降水量や温度などの環境要因と土壌の基質や元々の微生物群集などの土壌起原に由来する要因のいずれが重要であるかの解析を行った。その結果、主に降水量や温度などの環境要因に応答する微生物群も存在するが、土壌の起源に由来する要因の方が相対的に重要であることが明らかとなった。その他、国内で人工滲出物に対する土壌機能の応答を明らかにする実験方法の検討を進めた。
• 多種樹木の窒素獲得戦略の解明とそれに基づく窒素循環プロセスモデルの構築

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2020年04月 -2024年03月 

  代表者 : 鵜川 信, 稲垣 善之, 福澤 加里部, 舘野 隆之輔

   

  同所的に共存するすべての樹種の窒素獲得戦略を3つの視点（根と微生物の共生タイプ、窒素を吸収する土壌の深さ、窒素を吸収する際の窒素形態）から類別化し、これを反映させた窒素循環プロセスモデルを構築しシミュレートすることで、各種環境変動に対する森林生態系の窒素吸収機能の脆弱性（機能低下のリスクとプロセス）を評価することを目的とする。令和2年度の研究計画では以下の(A)の項目を進める予定であり、鹿児島大学高隈演習林（暖温帯常緑広葉樹林）と北海道大学中川研究林（冷温帯針広混交林）において一定の進展を得た。加えて、(B)の項目についても研究に着手した。 (A)根の樹種識別手法および15Nトレーサー注入方法の検証：根の樹種識別手法の検証では、対象とする天然林において表層の細根量の予備的測定を行い、トレーサー試験を実施可能なサンプル量が明らかとなった。各種細根の採取については、森林の樹種組成を確定する必要があったため、以下の(B)のとおり調査区の設置を先行した。15Nトレーサーの適用手法の検討では、塩ビパイプを用いて深さ30cmの土壌に着色水を注入する試験を実施し、注入が完了する時間が比較的長く（約3時間）、かつ、予想よりも水平方向の拡散範囲が小さいことを確認した。 (B)15Nトレーサー実験による多種樹木の窒素獲得戦略の解明および類別化：(A)の研究（各樹種の細根の特徴抽出）を実施するために、調査区の設置とその中の樹種組成の調査を先行して実施した。
• 樹木細根のフェノロジー：枯死プロセスの解明とその定量評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  研究期間 : 2018年04月 -2022年03月 

  代表者 : 大橋 瑞江, 福澤 加里部, 中路 達郎, 牧田 直樹, 平野 恭弘, 野口 享太郎, 大澤 晃, 檀浦 正子

   

  樹木の細根は、葉のように短いサイクルで発生と枯死を繰り返すとされているが、このライフサイクルにおいて、最も不明瞭な部分が衰退から枯死への過程である。そこで本研究では、細根の動きを土壌中でモニタリングしながら枯死を誘導することで、細根の枯死過程を解明することを目的とした。さらに地上部のフェノロジーや土壌環境を同時に計測することで、細根の枯死を支配する要因を特定し、枯死根の定量評価を試みる。そのために次の4つの実験に着手した。 ① 枯死に伴う細根の形質の変化は何か？② 細根の枯死はどう定義されるか？③ 細根の枯死はいつ、どのくらい発生するか？④ 細根の枯死を引き起こす要因は何か？ 実験①と②では、アクリルポットを用いたストレス実験によって細根の枯死を誘導し、形態や生理状態の変化を求める。ストレスとしては、乾燥処理、踏圧処理を検討する。本年度はポットの設置準備とストレス処理の開始を行った。また枯死判定の予備実験を実施した。 実験③と④では、フィールド実験を通して枯死の発生パターンを生態系レベルで評価する。また、枯死の制御要因として土壌物理環境、地上部フェノロジーの影響を調べる。本年度はフィールド実験としてスキャナを使った細根動態をモニタリングする準備を行った。そのために必要な物品の手配や試験地の選定、実験計画の立案、マニュアル開発と測定準備などを主に行った。また、スキャナ法で枯死根をモニタリングするための方法論や枯死根採取のための方法論についての研究成果を公表した。スキャナ法についてはトレーニングコースを開催し、方法の統一化を図った。
• 未利用木材の利用拡大に向けた新しい施業体系が森林の物質循環機能に与える影響評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  研究期間 : 2018年04月 -2021年03月 

  代表者 : 舘野 隆之輔, 福澤 加里部, 鵜川 信, 磯部 一夫, 菱 拓雄, 柴田 英昭

   

  本申請課題では、木質資源の有効活用に向けて、今後普及すると考えられる林地残材・小径木の林地からの持ち出しや生産性向上に向けた先進林業機械を用いた新しい作業システムが、森林生態系の物質循環機能に与える影響を評価することを目的として行っている。本課題では、土壌微生物群集の応答と土壌の生化学的な反応に関わる土壌酵素活性に着目し、森林伐採に対する森林生態系の応答メカニズムを明らかにし、物質循環モデルによる長期的な影響評価を行い、さらに森林資源の活用や生産効率の向上も加味した上で、森林生態系の物質循環機能の観点から新しい施業方法の提案を目指している。具体的には、以下の３つの課題について研究を進めている。 (A) 土壌微生物群集・土壌動物群集・生化学的特性に与える短期的・長期的な影響評価 (B) 実験室培養における炭素・窒素動態と微生物群集・生化学的特性の相互関係の解明 (C) 短期的・長期的影響評価モデルの構築と新しい施業体系の提案 平成30年度は、課題Aに関連して、北海道および九州の4か所のコア研究サイトについて、土壌環境の既存の野外データや培養実験データの整理を行い、今後の野外・室内実験の準備を進めた。また試料の採取方法や運搬・保存方法、抽出方法や測定方法などの方法論の検討を進めた。課題Bに関連して、過去のコア研究サイトで行われた実験データの新たな分析や解析を行い、培養条件の検討を行った。課題Cに関連して、コア研究サイトおよびその周辺域の森林施業に関する過去の資料や最新情報の収集を行った。
• 大気窒素沈着が森林流域の窒素循環に与える感受性の地域性評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  研究期間 : 2017年04月 -2021年03月 

  代表者 : 智和 正明, 福澤 加里部, 菱 拓雄, 舘野 隆之輔, 柴田 英昭

   

  近年，人間活動による窒素沈着量の増加によって森林流域からの窒素流出が増加している．しかし，窒素沈着に対する森林流域の応答は地域によって様々で，地域スケールでの一般化には至っていない．本研究は，窒素沈着が森林流域の窒素流出に与える感受性の地域性を評価することを目的とし，1) 環境勾配の異なる国内の多地点での窒素収支や土壌窒素循環の解析を行い，地域性が生じる要因を推定し，2) 施肥実験によってその要因や機構を特定する．さらに3) 国内における公共河川水質データ等を用いて森林流域からの窒素流出の地域性を全国的に解析する．
  今年度は，窒素沈着が森林流域の窒素流出に与える感受性の地域性を評価することを目的として，窒素施肥実験を本格的に開始した．中川，標茶，足寄，椎葉，篠栗の5地域において，施肥量や施肥後の測定項目を統一した全国初の広域施肥実験を行った．施肥は春季に50 kg N/ha/yrの硝酸アンモニウムを散布した．その結果，施肥一年目の結果で，スギ林の窒素流出が特異的に応答性が高いことが明らかとなり，昨年度に得られた施肥前のスギ林での硝酸イオン濃度が高い結果と調和的であった．一方隣接するナラ林では窒素流出が小さく，施肥に対する窒素流出の応答性も低かった．今後は，このような対照的な応答性を示す要因や機構を特定することで窒素流出に与える感受性の地域性を評価したい．
  さらに，九州大学福岡，宮崎，北海道演習林の大気沈着モニタリング10年分のデータを用いて，窒素循環に影響を与えうる大気由来のリン沈着量の解析を行った．その結果，森林域におけるリン沈着はカリウムとの関連性が高く，生物由来の粒子の寄与が大きいことが示された．さらに都市近郊林では人為的な燃焼由来もリン沈着に寄与している可能性が示された．また，別の調査でリンは樹木の樹冠による窒素保持を増加させていることが分かった．
• 窒素安定同位体比の変化に基づく外生菌根菌から樹木への窒素供給機能の評価手法の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  研究期間 : 2016年04月 -2020年03月 

  代表者 : 鵜川 信, 稲垣 善之, 福澤 加里部, 舘野 隆之輔, 木庭 啓介

   

  土壌－樹木間の窒素安定同位体比の変化が3つの因子（外生菌根菌による同位体分別、土壌中に偏在する窒素安定同位体の不均一な吸収、窒素無機化プロセスでの同位体分別）によって引き起こされることに着目し、この関係に基づく統計モデルを構築することで、樹木が吸収する窒素量のうち外生菌根菌が供給する窒素量の割合を簡易的かつ高精度に推定する手法を開発することを目的とする。平成30年度に実施を計画していた以下の研究項目(A)と(C)について、一定の進展を得た。 (A) 土壌－樹木間の窒素安定同位体比の変化およびδ15N決定因子における森林生態系内および森林生態系間の変異の理解：これまで調査を行った全国5カ所に加え、冷温帯広葉樹林（岩手大学御明神演習林）において、対象樹種の葉および個体周辺の土壌の窒素安定同位体比の分析を行い、森林生態系内および森林生態系間の変異を明らかにした。また、暖温帯常緑広葉樹林（鹿児島大学高隈演習林）と冷温帯針広混交林（北海道大学中川研究林）において、細根の垂直分布および外生菌根の形成率を調べ、森林生態系内および森林生態系間の変異を明らかにした。 (C) 土壌－樹木間の窒素安定同位体比の変化をδ15N決定因子によって説明するモデルの構築とそれに基づく外生菌根菌の窒素供給率の推定：上記(A)で収集されたデータを用いて、土壌－樹木間の窒素安定同位体比の変化における森林生態系内および森林生態系間の変異を解析し、それらの解析結果を踏まえた統計モデルの構築を検討した。
• 根圏での樹木と林床植生間の競争緩和が窒素動態と菌根を介した樹木の生長に及ぼす影響

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2017年04月 -2020年03月 

  代表者 : 福澤 加里部, 谷口 武士

   

  冷温帯林において樹木と地下資源をめぐって競争しているササの消失が、森林の土壌窒素動態および外生菌根菌動態を介して樹木生長へ及ぼす影響を明らかにするために、ササ地上部を実験的に除去し、その前後での土壌窒素量や土壌環境、細根動態、樹木の生産量および外生菌根の形成を調べた。各プロット内においてササ除去処理前後に土壌中の無機態窒素（硝酸態、アンモニウム態）量、土壌環境（土壌水分、地温）、細根量と細根生産量、微生物バイオマス窒素、ミズナラ葉生産量などを定量した。また、対象としたミズナラの細根を採取し、外生菌根の形成化率および菌根菌の種組成を調べた。 前年度から継続して土壌窒素量や土壌環境の測定を行い、ササ除去処理から1年経過後の変化を追跡した。土壌中の硝酸態・アンモニウム態窒素量は処理前後ともに処理区間で有意な差はなく、ササ除去処理1年後においても土壌の無機態窒素量にササ除去処理の影響はみられなかった。窒素形態別ではアンモニウム態窒素が優占し、硝酸態窒素量（プール）は小さかった。季節別では、土壌中の無機態窒素量は生物活性が高い生育期後期（9－10月）よりも休眠期直後（5－6月）に高かった。ササ細根量はササ除去区で対照区よりむしろ高まっていた。土壌微生物バイオマス窒素にササ除去処理の影響は見られなかった。また、ミズナラ細根中の外生菌根菌の種同定の解析を進め、ササ除去処理前後でそれぞれ11および10種（OTU）が同定された。 以上から、地下茎でつながるクローナル植物であるササは、外部との資源のやり取りができるため、短期間においては地上部の撹乱に対して地下部動態の変化は小さく、その結果土壌の窒素動態の変化も小さいと考えられた。
• 高性能林業機械を使った森林伐採が土壌窒素動態および土壌微生物群集に与える影響評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  研究期間 : 2014年04月 -2017年03月 

  代表者 : 舘野 隆之輔, 福澤 加里部, 鵜川 信, 磯部 一夫, 長谷川 尚史, 稲垣 善之, 今田 省吾, 岩岡 史恵, 中山 理智, 梅田 浩之

   

  林業機械の踏み付けにより、土壌硬度が高くなるとともに土壌微生物の活性にも影響を及ぼす体積含水率が高くなる傾向がみられたが、地曳や枝条の放置などの影響はほとんどないか、小さかった。また土壌窒素動態への影響は地域によって異なった。さらに作業道の影響が見られる場合でも、10年以内でほぼ解消することが示唆された。 室内培養により、強度の圧密や潅水処理により脱窒反応が起こっていると考えられる土壌窒素動態を示した。しかし、土壌微生物群集の組成は圧密による顕著な影響はみられなかった。さらに広域的な土壌を対象とした培養実験により、圧密処理に対する応答が土壌によっても大きく異なることが示唆された。
• 気候変動下における森林窒素循環の急激変化を生じるホットモーメントの解明

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(A)

  研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 

  代表者 : 柴田 英昭, 戸田 浩人, 宮本 敏澄, 稲垣 善之, 福澤 加里部, 鵜川 信, 磯部 一夫, 菱 拓雄, 舘野 隆之輔, 佐々井 崇博, 諏訪 裕一, 榎木 勉, 三枝 信子, 大手 信人, 福島 慶太郎

   

  本研究では、休眠期と成長期の端境期における土壌環境や生物季節の急激変化に着目し、冬から春期における窒素循環の短期的な急激変化のパターンを明らかにし、成長期の生物生産や養分保持、環境保全機能に及ぼす影響について解析した。冬期間の積雪減少は土壌の凍結融解サイクルを増幅し、土壌微生物バイオマスや土壌窒素無機化・硝化等の変化を通じて融雪期およびそれ以降の生態系窒素循環に影響を及ぼしていることが示された。
• カンラン岩流域と森林形態が物質フローおよび陸域・沿岸域生物資源に与える影響の解明

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  研究期間 : 2012年04月 -2016年03月 

  代表者 : 笹 賀一郎, 福澤 加里部, 佐藤 冬樹, 東 隆行, 星野 洋一郎, 四ッ倉 典滋, 傳法 隆, 長坂 晶子, 仲岡 雅裕, 柴田 英昭, 秦 寛

   

  非カンラン岩地帯との比較から、カンラン岩地帯の流域と植生が、陸域における物質移動と沿岸域の水質環境や植物生産に与える影響を明らかにしようとした。 カンラン岩流域においては、水分の地表流出率が高く、DOC(溶存炭素)の流出量も多くなっている。DOCと土壌中のFeイオンとの有機―無機複合体の形成は、針葉樹林下において、秋期を中心に行われ、O層の下部より溶出する。また、SS(浮遊砂)の流出量は少なく、落葉の流出率が高くなっている。カンラン岩地帯の河川は沿岸域の水質環境や昆布の成育などに好条件をもたらしているが、水質環境の悪化などにより、コンブの藻場が縮小傾向にある状況も把握された。
• 光学新技術による海底の炭素貯留過程の評価:海草の地下部生産と分解の非破壊的測定

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究

  研究期間 : 2011年 -2012年 

  代表者 : 仲岡 雅裕, 福澤 加里部, 中路 達郎

   

  光学的な生態系測定法をアマモ場に適用することにより、海草類の地下部の生産量・分解量を評価する方法を確立することを目的とする。屋内水槽実験により、細根の生物量は炭素シンクとしての寄与は無視できないことが判明した。また、可視～近赤外波長の分光画像撮影により、加齢は細根における可視波長反射率を低下させ、枯死は反射率を全体的に低下させることが明らかになった。分光反射率から根の齢、炭素、窒素量が12～37%の誤差推定可能であった。
• 気候変動による積雪変化が森林土壌の物質循環機能に及ぼす影響

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(A)

  研究期間 : 2010年 -2012年 

  代表者 : 柴田 英昭, 稲垣 善之, 宮本 敏澄, 舘野 隆之輔, 菱 拓雄, 戸田 浩人, 福澤 加里部, 諏訪 裕一, 中田 誠, 木庭 啓介, 中西 麻美, 平井 敬三

   

  冬期間の積雪変化が森林生態系における土壌窒素動態を中心とした物質循環機構に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、列島スケールでの環境傾度を利用した現地実験を行った。その結果、積雪減少による断熱効果の低下は土壌凍結・融解サイクルの増幅を生じ、土壌微生物による窒素無機化を増加させる効果があることなどが示された。したがって、生育活性が低いとされる冬季のプロセスは、生育期における物質循環や水質形成等に無視できない影響があることが示唆された。
• 森林生態系における細根生産量と養分吸収能が窒素動態に及ぼす影響

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)

  研究期間 : 2008年 -2011年 

  代表者 : 福澤 加里部

   

  ミズナラと林床植生であるクマザサの細根生産および養分吸収の季節変化パターンの違いを同一環境下で別々に栽培することにより測定した。ミズナラとクマザサでは異なる細根生産および窒素吸収の季節変化パターンを示した。この違いは葉のフェノロジーの違いによると考えられた。このことから森林生態系の窒素動態の時間変化を評価するうえでは、樹木だけでなく林床植生も考慮する必要性が示された。
• Effects of fine root dynamics on carbon and nitrogen cycling in a cool-temperate forest in northern Hokkaido

  Public/Private Cooperative Joint Researches

  研究期間 : 2003年 -2005年

教育活動情報

主要な担当授業

大学運営

委員歴

• 2022年10月 - 現在   生物地球化学研究会   幹事
• 2022年01月 - 現在   根研究学会   「根の研究」編集委員長
• 2022年01月 - 現在   根研究学会   「Plant Root」Subject editor
• 2020年01月 - 現在   根研究学会   評議員
• 2018年04月 - 2022年03月   森林立地学会   北海道地区 地域幹事
• 2018年01月 - 2021年12月   根研究学会   「根の研究」副編集委員長
• 2016年04月 - 2021年03月   日本森林学会   「Journal of Forest Research」編集委員
• 2013年01月 - 2017年12月   根研究学会   「根の研究」編集委員
• 2014年01月 - 2015年12月   根研究学会   副事務局長
• 2008年01月 - 2012年12月   根研究会   「根の研究」編集委員