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岡田 慶一 (オカダ ケイイチ) OKADA Keiichi 助教 |
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Exploration capacity versus specific enzymatic activity of ectomycorrhizas in response to primary productivity and soil phosphorus availability in Bornean tropical rainforests 査読あり 国際誌
Kei-ichi Okada, Daiki Yokoyama, Shin-ichiro Aiba, Kanehiro Kitayama
Scientific Reports 2024年02月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
<jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Ectomycorrhizal (ECM) fungi are functionally important in biogeochemical cycles in tropical ecosystems. Extracellular enzymatic activity of ECM on a ground-area basis is the product of two attributes; exploration capacity (ECM surface-area) and specific enzymatic activity. Here, we elucidated which attribute better explained the ECM enzymatic activity in response to different levels of soil phosphorus (P) and Nitrogen (N) availability in five Bornean tropical rainforests. We determined the surface area of ECM root tips as well as the enzymatic activities per ECM surface area for carbon (C), N and P degrading enzymes in each site. We evaluated the relationship of ECM enzyme activities with the resource availabilities of C (Above-ground net primary production; ANPP), N, and P of ECM by a generalized linear mixed model. The ECM enzymatic activities on a ground-area basis were more significantly determined by specific enzymatic activity than by the exploration capacity. Specific enzymatic activities were generally negatively affected by C (ANPP) and soil P availability. ECM fungi enhance the specific enzyme activity rather than the exploration capacity to maintain the capacity of nutrient acquisition. The less dependence of ECM fungi on the exploration capacity in these forests may be related to the limitation of C supply from host trees. We highlighted the adaptive mechanisms of ECM fungi on nutrient acquisition in tropical ecosystems through the response of enzymatic activity to nutrient availability across the elements.</jats:p>
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Long-term Consequences on Soil Fungal Community Structure: Monoculture Planting and Natural Regeneration. 国際誌
Minagi Naka, Shota Masumoto, Keita Nishizawa, Shunsuke Matsuoka, Shinichi Tatsumi, Yuta Kobayashi, Kureha F Suzuki, Xinyu Xu, Tomoya Kawakami, Noboru Katayama, Kobayashi Makoto, Kei-Ichi Okada, Masaki Uchida, Kentaro Takagi, Akira S Mori
Environmental management 2023年12月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Understanding the regeneration and succession of belowground communities, particularly in forests, is vital for maintaining ecosystem health. Despite its importance, there is limited knowledge regarding how fungal communities change over time during ecosystem development, especially under different forest restoration strategies. In this study, we focused on two restoration methods used in northern Japan: monoculture planting and natural regeneration. We examined the responses of the fungal community to monoculture plantations (active tree planting) and naturally regenerated (passive regeneration) forests over a 50-year chronosequence, using natural forests as a reference. Based on DNA metabarcoding, we assessed the richness of fungal Operational Taxonomic Units (OTUs) and their dissimilarity. Our findings revealed that soil fungal richness remained stable after natural regeneration but declined in monoculture plantations, from 354 to 247 OTUs. While the compositional dissimilarity of fungal assemblages between monoculture plantations and natural forests remained consistent regardless of the time since tree planting, it significantly decreased after natural regeneration, suggesting recovery to a state close to the reference level. Notably, the composition of key functional fungal groups-saprotrophic and ectomycorrhizal- has increasingly mirrored that of natural forests over time following passive natural regeneration. In summary, our study suggests that monoculture plantations may not be effective for long-term ecosystem function and service recovery because of their limited support for soil fungal diversity. These results underscore the importance of natural regeneration in forest restoration and management strategies.
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天然更新と単一種植栽の違いが土壌分解系に与える影響
竹内 理絵, 西澤 啓太, 小林 勇太, 増本 翔太, 鈴木 紅葉, 河上 智也, 小林 真, 片山 昇, 岡田 慶一, 辰巳 晋一, 松岡 俊将, 内田 雅己, 高木 健太郎, 森 章
日本森林学会大会発表データベース 134 ( 0 ) 647 2023年05月
記述言語：英語 出版者・発行元：日本森林学会
<p>森林生態系において、土壌分解系は有機物の無機化や栄養塩循環を駆動する重要なプロセスである。森林管理では、伐採や造林等に伴い植物及び土壌生物相を変化させるが、一方で異なる森林施業の手法が土壌分解系に及ぼす影響とその時間変化について定量的な評価が進んでいない。そこで本研究では、森林施業の違いが土壌分解系に与える影響を評価した。</p><p>調査地は北海道北部に位置する北海道大学天塩研究林である。北海道では、森林の更新を阻害するササを重機で掻き起こす施業が実施されている。ササと共に栄養塩等も表土ごと取り除かれるため、土壌の発達過程が掻き起こし施業後の年数に依存する。天塩研究林では、掻き起こし後に自然の樹木加入に任せる天然更新施業と苗木植栽施業の双方を約50年前から実施しており、多数の年代の天然更新地と植林地を有している。この場所で各施業、年代ごとに、ティーバッグを用いた分解機能と、微生物データを取得した。</p><p>結果として、天然更新地と植林地でともに分解率が増加、OTU数が減少する傾向が見られた。また天然林と比較すると、植林地では分解特性と微生物群集どちらも、天然林とは別の状態に発達していくことが分かった。</p>
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冷温帯天然林における伐根サイズに応じた針葉樹実生更新状況の変化
岡田 慶一, 中濱 和紀, 西村 祥紀, 時田 勝広
日本森林学会大会発表データベース 134 ( 0 ) 337 2023年05月
記述言語：英語 出版者・発行元：日本森林学会
<p> 生物学的遺産を象徴する倒木更新は，特に針葉樹更新において重要な役割を果たしている。この更新ニッチとしてのポテンシャルは自然発生する倒木に限らず、択伐に由来する伐根も同様に有していると考えられるが、副次的に発生する林地残材が更新に果たす役割に関して、定量的に評価した知見は限られている。本研究では，阿寒湖周辺の択伐履歴のある針広混交林を対象として，更新場所となる切り株と倒木のサイズ，およびそこに更新する針葉樹実生のサイズと分布密度を調査した．約3ha を踏査した結果，観察された更新実生 209 本のうち 55.5%は切株上で観察され，更新ニッチとしての林地残材の役割が大きいことが示唆された．直径階ごとの切り株上の実生密度は，直径階が小さくなるほど実生密度が指数関数的に増加する傾向が見られた．大径株に比して小径株は表面積割合が高いため，腐朽が早く実生密度が高くなったことが示唆された.</p>
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Termite sensitivity to temperature affects global wood decay rates 査読あり
Amy E. Zanne, Habacuc Flores-Moreno, Jeff R. Powell, William K. Cornwell, James W. Dalling, Amy T. Austin, Aimée T. Classen, Paul Eggleton, Kei-ichi Okada, Catherine L. Parr, E. Carol Adair, Stephen Adu-Bredu, Md Azharul Alam, Carolina Alvarez-Garzón, Deborah Apgaua, Roxana Aragón, Marcelo Ardon, Stefan K. Arndt, Louise A. Ashton, Nicholas A. Barber, Jacques Beauchêne, Matty P. Berg, Jason Beringer, Matthias M. Boer, José Antonio Bonet, Katherine Bunney, Tynan J. Burkhardt, Dulcinéia Carvalho, Dennis Castillo-Figueroa, Lucas A. Cernusak, Alexander W. Cheesman, Tainá M. Cirne-Silva, Jamie R. Cleverly, Johannes H. C. Cornelissen, Timothy J. Curran, André M. D’Angioli, Caroline Dallstream, Nico Eisenhauer, Fidele Evouna Ondo, Alex Fajardo, Romina D. Fernandez, Astrid Ferrer, Marco A. L. Fontes, Mark L. Galatowitsch, Grizelle González, Felix Gottschall, Peter R. Grace, Elena Granda, Hannah M. Griffiths, Mariana Guerra Lara, Motohiro Hasegawa, Mariet M. Hefting, Nina Hinko-Najera, Lindsay B. Hutley, Jennifer Jones, Anja Kahl, Mirko Karan, Joost A. Keuskamp, Tim Lardner, Michael Liddell, Craig Macfarlane, Cate Macinnis-Ng, Ravi F. Mariano, M. Soledad Méndez, Wayne S. Meyer, Akira S. Mori, Aloysio S. Moura, Matthew Northwood, Romà Ogaya, Rafael S. Oliveira, Alberto Orgiazzi, Juliana Pardo, Guille Peguero, Josep Penuelas, Luis I. Perez, Juan M. Posada, Cecilia M. Prada, Tomáš Přívětivý, Suzanne M. Prober, Jonathan Prunier, Gabriel W. Quansah, Víctor Resco de Dios, Ronny Richter, Mark P. Robertson, Lucas F. Rocha, Megan A. Rúa, Carolina Sarmiento, Richard P. Silberstein, Mateus C. Silva, Flávia Freire Siqueira, Matthew Glenn Stillwagon, Jacqui Stol, Melanie K. Taylor, François P. Teste, David Y. P. Tng, David Tucker, Manfred Türke, Michael D. Ulyshen, Oscar J. Valverde-Barrantes, Eduardo van den Berg, Richard S. P. van Logtestijn, G. F. (Ciska) Veen, Jason G. Vogel, Timothy J. Wardlaw, Georg Wiehl, Christian Wirth, Michaela J. Woods, Paul-Camilo Zalamea
Science 377 ( 6613 ) 1440 - 1444 2022年09月
掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：American Association for the Advancement of Science (AAAS)
Deadwood is a large global carbon store with its store size partially determined by biotic decay. Microbial wood decay rates are known to respond to changing temperature and precipitation. Termites are also important decomposers in the tropics but are less well studied. An understanding of their climate sensitivities is needed to estimate climate change effects on wood carbon pools. Using data from 133 sites spanning six continents, we found that termite wood discovery and consumption were highly sensitive to temperature (with decay increasing >6.8 times per 10°C increase in temperature)—even more so than microbes. Termite decay effects were greatest in tropical seasonal forests, tropical savannas, and subtropical deserts. With tropicalization (i.e., warming shifts to tropical climates), termite wood decay will likely increase as termites access more of Earth’s surface.
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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亜高山帯老齢林における樹木個体群の非平衡性：４０年間の観測データから
鈴木 紅葉, 北川 涼, 小出 大, 岡田 慶一, 森 章
日本森林学会大会発表データベース 131 477 2020年05月
記述言語：日本語 出版者・発行元：日本森林学会
森林生態系は、撹乱によって絶えず変動しており、過去の大規模撹乱による残存物は、撹乱レガシーとして長期にわたり森林に影響を与える。主要な撹乱を欠いた老齢林では、耐陰性の高い遷移後期種が優占し、それらは安定的に維持されると考えられている。一方、先行研究では、遷移後期種を含む全優占種で、死亡率が移入率を上回る個体群統計学的な非平衡状態にあることが示された。このように、実際に遷移後期種の個体群が平衡状態かどうかは、未だに議論の余地がある。
本研究は、岐阜県・御嶽山県立自然公園内の亜高山帯老齢林を対象とし、モミ属、トウヒ、コメツガ、ダケカンバの個体群動態を定量化することを目的とした。当地には、約1万年前の御嶽山の噴火と併発した土石流の撹乱によって、土壌が薄く、岩盤が露出した場所（P1）と土壌が比較的厚い場所（PM）がある。約40年間の観測データを用いて、主要樹種の死亡率と移入率をP1とPMで比較することで、太古の撹乱レガシーが樹木の個体群動態に与える影響を長期的に検討した。各樹種の個体群動態の時間的・空間的な違いを明らかにした上で、個体群の非平衡性における撹乱レガシーの重要性について議論する。
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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土壌への根系到達による倒木更新木の栄養制限緩和と更新の成否
研究課題/領域番号：22K05730 2022年04月 - 2025年03月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
岡田 慶一
配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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根系発達と倒木腐朽度の時系列動態から紐解く倒木更新の成否
2021年06月 - 2022年03月
農生命科学研究所 2021 年度 若手・女性研究者支援プロジェクト
岡田慶一
担当区分：研究代表者
配分額：1000000円 （ 直接経費：1000000円 ）
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熱帯林における菌根菌の菌糸体生産と栄養獲得機能の解明
2014年04月 - 2015年03月
民間財団等 藤原ナチュラルヒストリー振興財団
岡田慶一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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熱帯林における外生菌根菌の菌糸体生産と栄養獲得機能の解明
2014年04月 - 2015年02月
民間財団等 笹川科学研究助成
岡田慶一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
担当経験のある科目（授業） 【 表示 ／ 非表示 】
委員歴 【 表示 ／ 非表示 】
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日本生態学会 Ecological Research編集委員会 Copy Editor
2015年05月 - 2020年03月
団体区分：学協会