凍結や降雪など冬の気象条件は、寒冷地の植物の生活史を形作っているといっても過言ではありません。
しかし、近年の気温上昇にともない、世界各地でいわゆる"冬の気候変動"が進んでいます。例えば、私の住む北海道北部では、過去80年間で約2週間も積雪期間が短くなってしまうなどその変化は顕著です。冬の気候変動が寒冷地の植物へ及ぼす影響は、植物の成長過程で固定される二酸化炭素量など生態系が持っている重要な機能へも波及すると考えられます。しかし、夏に比べて調査が困難であったり、一般に何も起こっていないと思われて見過ごされがちな"冬"における気候変動が生態系機能へ及ぼす影響は未解明な点が多いのが現状です。
私たちの研究グループは、自然史的な観点から冬の気候と植物や動物(ミミズ )との関係についての基礎研究を行うとともに、冬の気候変動が生態機能へ及ぼす影響について、生物の機能形質や物質循環を指標としてメカニズムの解明を行っています。特に、メインフィールドである北大研究林を舞台に"大規模な野外操作実験"を駆使して"生態系と気候の変化の因果関係にせまる"一連の研究は、将来予測される変動環境下で寒冷地の生態系がどのように変化するのかを、科学的根拠に基づいて予測する上で不可欠であると考えています。
※ 上の写真は大型ヒーターを用いた大規模融雪実験の様子 (北大中川・天塩研究林の協力で実施, Makoto et al. 2022の様子)
参考文献
【冬の気候変動】
Makoto, K., Templer, P.T., Katayama, A., Seki, O., Takagi, K. (2022) Early snowmelt by an extreme warm event affects understory more than overstory trees in Japanese temperate forests. Ecosphere. e4182.
Makoto, K., Bryanin, S.V., Takagi, K. (2019) The effect of snow reduction and Eisenia japonicaearthworm traits on soil nitrogen dynamics in spring in a cool-temperate forest. Applied Soil Ecology. 144: 1-7.
Krab, EJ., Rönnefarth, J., Becher, M., Blume-Werry, G., Keuper, F., Klaminder, J., Kreyling, J., Makoto, K., Milbau, A., Dorrepaal, E. (2018) Winter warming effects on tundra shrub performance are species-specific and dependent on spring conditions. Journal of Ecology. 106: 599-612.
Makoto, K., Bryanin, S.V., Lisovsky, V.V., Kushida, K., Wada, N. (2016) Dwarf pine invasion in an alpine tundra of discontinuous permafrost area: effects on fine root and soil carbon dynamics. Trees - Structure and Function. 30: 431-439.
Makoto, K., Kajimoto, T., Koyama, L., Kudo, G., Shibata, H., Yanai, Y., Cornelissen, J.H.C. (2014) Winter climate change in plant-soil system: summary of recent findings and future perspective. Ecological Research. 29: 593-606.
Cornelissen, J.H.C., Makoto, K. (2014) Winter climate change, plant traits and nutrient and carbon cycling in cold biomes. Ecological Research. 29: 517-527.
Klaminder, J., Giesler, R., Makoto, K. (2013) Physical mixing between humus and mineral matter found in cryoturbated soils increases short-term heterotrophic respiration rates. Soil Biology & Biochemistry. 57:922-924.
【冬の自然史】
Makoto, K. (2023) Does ontogeny matter for the temperature requirement for bud burst of two coniferous species in cool-temperate forests? Canadian Journal of Forest Research.
Makoto, K., Kudo, G. (2020) Intraspecific differentiation in the root system of Potentilla matsumurae along a snow-accumulation gradient in mid-altitude alpine environment. Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 52:408-415.
Makoto, K., Wilson, S.D., Sato, T., Blume-Werry, G., Cornelissen, J.H.C. (2020) Synchronous and asynchronous root and shoot phenology in temperate woody seedlings. Oikos. 129:643-650.
Marumo, E., Takagi, K., Makoto, K. (2020) Timing of bud burst of smaller individuals is not always earlier than that of larger trees in a cool-temperate forest with heavy snow. Journal of Forest Research. 25:285-290.
Makoto, K., Kawakami, T. (2019) Earthworms under 1 m of snow: the seasonal dynamics of earthworm abundance in cool-temperate forests with heavy snowfall. Edaphologia. 105:15-23.
小林真・南谷幸雄・竹内史郎・奥田篤志・金子信博 (2015) 初冬期に北海道北部の河川水中で発見された大量の陸棲ミミズ: 一斉移動への示唆. Edaphologia. 97: 37-40.
Makoto, K., Klaminder, J. (2012) The influence of non-sorted circles on species diversity of vascular plants, bryophytes and lichens in sub-arctic tundra. Polar Biology. 35:1659-1667.
しかし、近年の気温上昇にともない、世界各地でいわゆる"冬の気候変動"が進んでいます。例えば、私の住む北海道北部では、過去80年間で約2週間も積雪期間が短くなってしまうなどその変化は顕著です。冬の気候変動が寒冷地の植物へ及ぼす影響は、植物の成長過程で固定される二酸化炭素量など生態系が持っている重要な機能へも波及すると考えられます。しかし、夏に比べて調査が困難であったり、一般に何も起こっていないと思われて見過ごされがちな"冬"における気候変動が生態系機能へ及ぼす影響は未解明な点が多いのが現状です。
私たちの研究グループは、自然史的な観点から冬の気候と植物や動物(ミミズ )との関係についての基礎研究を行うとともに、冬の気候変動が生態機能へ及ぼす影響について、生物の機能形質や物質循環を指標としてメカニズムの解明を行っています。特に、メインフィールドである北大研究林を舞台に"大規模な野外操作実験"を駆使して"生態系と気候の変化の因果関係にせまる"一連の研究は、将来予測される変動環境下で寒冷地の生態系がどのように変化するのかを、科学的根拠に基づいて予測する上で不可欠であると考えています。
※ 上の写真は大型ヒーターを用いた大規模融雪実験の様子 (北大中川・天塩研究林の協力で実施, Makoto et al. 2022の様子)
参考文献
【冬の気候変動】
Makoto, K., Templer, P.T., Katayama, A., Seki, O., Takagi, K. (2022) Early snowmelt by an extreme warm event affects understory more than overstory trees in Japanese temperate forests. Ecosphere. e4182.
Makoto, K., Bryanin, S.V., Takagi, K. (2019) The effect of snow reduction and Eisenia japonicaearthworm traits on soil nitrogen dynamics in spring in a cool-temperate forest. Applied Soil Ecology. 144: 1-7.
Krab, EJ., Rönnefarth, J., Becher, M., Blume-Werry, G., Keuper, F., Klaminder, J., Kreyling, J., Makoto, K., Milbau, A., Dorrepaal, E. (2018) Winter warming effects on tundra shrub performance are species-specific and dependent on spring conditions. Journal of Ecology. 106: 599-612.
Makoto, K., Bryanin, S.V., Lisovsky, V.V., Kushida, K., Wada, N. (2016) Dwarf pine invasion in an alpine tundra of discontinuous permafrost area: effects on fine root and soil carbon dynamics. Trees - Structure and Function. 30: 431-439.
Makoto, K., Kajimoto, T., Koyama, L., Kudo, G., Shibata, H., Yanai, Y., Cornelissen, J.H.C. (2014) Winter climate change in plant-soil system: summary of recent findings and future perspective. Ecological Research. 29: 593-606.
Cornelissen, J.H.C., Makoto, K. (2014) Winter climate change, plant traits and nutrient and carbon cycling in cold biomes. Ecological Research. 29: 517-527.
Klaminder, J., Giesler, R., Makoto, K. (2013) Physical mixing between humus and mineral matter found in cryoturbated soils increases short-term heterotrophic respiration rates. Soil Biology & Biochemistry. 57:922-924.
【冬の自然史】
Makoto, K. (2023) Does ontogeny matter for the temperature requirement for bud burst of two coniferous species in cool-temperate forests? Canadian Journal of Forest Research.
Makoto, K., Kudo, G. (2020) Intraspecific differentiation in the root system of Potentilla matsumurae along a snow-accumulation gradient in mid-altitude alpine environment. Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 52:408-415.
Makoto, K., Wilson, S.D., Sato, T., Blume-Werry, G., Cornelissen, J.H.C. (2020) Synchronous and asynchronous root and shoot phenology in temperate woody seedlings. Oikos. 129:643-650.
Marumo, E., Takagi, K., Makoto, K. (2020) Timing of bud burst of smaller individuals is not always earlier than that of larger trees in a cool-temperate forest with heavy snow. Journal of Forest Research. 25:285-290.
Makoto, K., Kawakami, T. (2019) Earthworms under 1 m of snow: the seasonal dynamics of earthworm abundance in cool-temperate forests with heavy snowfall. Edaphologia. 105:15-23.
小林真・南谷幸雄・竹内史郎・奥田篤志・金子信博 (2015) 初冬期に北海道北部の河川水中で発見された大量の陸棲ミミズ: 一斉移動への示唆. Edaphologia. 97: 37-40.
Makoto, K., Klaminder, J. (2012) The influence of non-sorted circles on species diversity of vascular plants, bryophytes and lichens in sub-arctic tundra. Polar Biology. 35:1659-1667.