配布先：京都⼤学記者クラブ、⽂部科学記者会、科学記者会、筑波研究学園都市記者会
解禁時間：なし（即時報道可）2021 年 9 ⽉ 28 ⽇

連続して⽣じる異常気象は樹⽊の衰退を加速させる―地球温暖化の森林への影響を⾼精度に予測する道を開く成果―概要
京都⼤学⽣態学研究センター ⽯⽥厚 教授、京都⼤学⼤学院理学研究科 中村友美 修⼠課程学⽣（研究当時、現：株式会社ナカライテスク）、京都⼤学⽣態学研究センター 河合清定 ポスドク研究員（研究当時、現：国際農林⽔産業研究センター）、森林総合研究所

才⽊真太朗 研究員、⽮崎健⼀ 主任研究員らの研究グループ

は、世界⾃然遺産である⼩笠原諸島にて、種⼦の⼤量⽣産後、引き続いて起きた異常気象によって、樹⽊がどのように衰退・枯死していったのか、その⽣理過程を明らかにしました。
近年、地球温暖化等による気候変動のため熱波や⼭⽕事、⼲ばつといったさまざまな異常気象が頻発しています。こういった異常気象により、樹⽊の枯死や森林の衰退が世界各地で報告されています。今後地球温暖化の進⾏により、こういった異常気象はさらに頻発していくことが予測されています。⼀⽅、樹⽊は⼦孫を残すために種⼦繁殖をします。その際多くの樹⽊種で、何年かに⼀度、多くの個体が⼀⻫に開花し⼤量の種⼦を⽣産するという現象が⾒られ、これをマスティングと呼びます。マスティングが起きる年（なり年）には、あまりに多くの種⼦を⽣産するため、樹⽊が弱ることもしばしば報告されています。今後の温暖化により、マステ
ィングと異常気象が連続したり同時に起きてしまうといったタイミングも増えていくかも知れません。こういったイベントが連続して起きた場合、樹⽊はどのような影響を受けるのか未だ定かではありません。この研究では、種⼦繁殖によって樹⽊体内に貯蔵されていたでんぷん（糖）をより多く使ってしまった個体ほど、その後に起きた異常気象（⼤型台⾵や夏の⼲ばつ）後の回復が弱く、貯蔵でんぷんも貯められず、結局樹⽊は糖⽋乏の負のスパイラルに陥って衰退し、時には枯死にまで⾄ってしまうことがあることが明らかになりました。
本研究成果は、2021 年 9 ⽉ 15 ⽇に、国際学術誌「Global Change Biology」のオンライン版に掲載されました。

図：種⼦⽣産の後、連続して⽣じた異常気象（⼤型台⾵と夏の乾燥）によって枯死してしまった⼩笠原固有樹
種シマイスノキ１．背景
近年の温暖化等により、世界各地で熱波や⼲ばつ、⼤型台⾵といったさまざまな異常気象が頻発しています。
また多くの樹⽊種は、何年かに⼀度、多くの個体が⼀⻫に開花し⼤量の種⼦を作るといったマスティングと呼ばれる習性をもっています。将来、このようなマスティングと異常気象がたまたま重なってしまうことも頻発してしまうかも知れません。しかし今までの樹⽊や森林の衰退研究では、マスティングのみや、個別の乾燥、もしくは個別の台⾵への影響といった調査しかなされておらず、こういったマスティングと様々な異常気象イベントが同時に起きたとき樹⽊がどのような影響を受けるのか、わかっていませんでした。温暖化により森林⽣態系がどのように変化していくのか、そういった将来予測の精度を向上させるため、マスティングやさまざ
まな異常気象の同時発⽣がどのように樹⽊に障害を与えるのかといったことを調べることは、世界的にも重要かつ緊急な課題になっています。
２．研究⼿法・成果
⼩笠原諸島では、2018 年から 2019 年にかけての冬、固有樹種シマイスノキはなり年になりました。多くのシマイスノキの個体が種⼦を⽣産しましたが、中には種⼦をほとんど⽣産しなかった個体も⾒られました。
その後⼩笠原諸島は、2019 年 10 ⽉ 24 ⽇台⾵ 21 号の直撃を受け、⽗島では最⼤瞬間⾵速 52.7 メートルを記録しました。⽇最⼤瞬間⾵速が 50 メートルを超えたのは、統計データのある 1968 年 8 ⽉以降、この時を含めて 8 回だけです。この台⾵では、強⾵により多くの家屋に被害が出るとともに、海から陸上に運ばれた塩⽔により多くの樹⽊に被害が⽣じました。葉が塩をかぶったため、細胞膜が傷み、光合成能⼒は⼤きく低下しました（これを塩害と呼びます）。さらにその後、2020 年の夏は降⽔量が少なく強烈な乾燥がかかりました。
この 2019 年のなり年から 2020 年の乾燥後にかけて、シマイスノキの樹体内に貯蔵されているでんぷん量や、樹⽊の成⻑量、枝内部での⽔の通りやすさ、光合成能⼒などを継続して測定していきました。その結果、種⼦を旺盛に⽣産した樹⽊個体ほど、貯蔵でんぷん量は少なくなっていました。さらに結実量とは関係なく、台⾵による塩害が⼤きかった個体ほど、貯蔵でんぷん量は少なくなっていました。窪地に⽣育していたり、台⾵の⾵の前⾯に他の樹⽊があったりして守られていた個体では、塩害は少なく、貯蔵でんぷん量の低下も少なくなっていました。このように結実量の程度や台⾵被害によって、樹⽊個体間で、貯蔵でんぷん量に⼤きなばらつきが⽣じていました。そういった状況で、さらに 2020 年の夏、降⽔量が少なく厳しい乾燥がかかりました。厳しい乾燥がかかったことで、枝内部の⽔を通す機能（通⽔機能）が低下しました。しかしその後に⾬が降った時、貯蔵でんぷん量が多かった個体は、枝の通⽔機能を回復させることができ、さらに枝も伸⻑成⻑し、貯蔵でんぷん量も増やしていました。⼀⽅、貯蔵でんぷん量が少なかった個体は、枝の通⽔機能は回復できず、⼤きく太い枝も枯死し、貯蔵でんぷん量の回復も⾒られませんでした。この中には、翌年枯死してしまった個体も出てきました。
このようにシマイスノキでは、⼤量の種⼦⽣産や、⼤型台⾵や⼲ばつといった異常気象の頻発は、樹体内の貯蔵でんぷん量を低下させることがわかりました。貯蔵でん量が低下している時にさらに異常気象が起きると、樹⽊の⽣理機能の回復を遅らせ、さらに貯蔵でんぷんの回復を遅らせてしまうといった負のスパイラルに陥り、樹⽊の枝枯れや、時により個体枯死にまで⾄らしめることがわかってきました。
３．波及効果、今後の予定
近年世界各地から、熱波や異常な乾燥、⼭⽕事、⼤型台⾵のニュースが⾶び込んで来ることが多くなっています。こういった異常気象は、樹⽊の枯死や森林の衰退をもたらし、我々⼈類の⽣活をも脅かしています。それは我々の⽣活が、⾃然から得られる様々な資源によって⽀えられているからです。温暖化の影響を予測し、それに対する対策を練っていくためには、温暖化対策を進めるとともに、将来予測を⾏う基礎的な研究が不可⽋です。本研究は、さまざまな異常気象の頻発が、どういった⽣理機構で樹⽊や森林を劣化させていくのかを解き明かしています。今後頻発するかも知れないこのようなマスティングや異常気象の同時発⽣が、樹⽊や森林にどのような障害を与えるのかを調べ、森林⽣態系の将来予測の精度を上げていきます。
４．研究プロジェクトについて
本研究は、科学研究費 18H04149（代表 ⽯⽥厚）の助成を受けて⾏われました。
＜研究者のコメント＞
今まで樹⽊の衰退や枯死について、樹体内での⽔が通りにくくなる「通⽔⽋損仮説」と、糖が⽋乏して飢餓状態になる「糖⽋乏仮説」が並び⽴ち、それぞれ科学的な証拠を持って唱えられてきました。それぞれの仮説が科学的な証拠を持って⽰されているのが不思議で、当研究室では、樹⽊の⽣理的な衰退過程を特に⽔と糖に着⽬して研究してきました。ここでは樹体内の貯蔵でんぷん量の低下が、枝内部の⽔の通り易さに障害を与え、さらにそれが⽣理的な衰弱を加速させたりといった、樹⽊の⽣理機能の制御や樹⽊枯死に⼤きく関わっていることが明らかになってきました。
＜論⽂タイトルと著者＞
タイトル：Tree hazards compounded by successive climate extremes after masting in a small endemic tree,Distylium lepidotum, on subtropical islands in Japan（種⼦繁殖と異常気象の連続発⽣は、世界⾃然遺産の⼩笠原樹⽊を衰退させる)著

者：Nakamura T., Ishida A., Kawai K., Minagi K., Saiki S.-T., Yazaki K. and Yoshimura J.

掲 載 誌：Global Change Biology, Vol. 27 (20) 5094 -5108,＜お問い合わせ先＞
⽯⽥ 厚（いしだ あつし）
京都⼤学⽣態学研究センター・教授
河合 清定（かわい きよさだ）
国際農林⽔産業研究センター・研究員
才⽊ 真太朗（さいき しんたろう）
森林総合研究所・研究員

DOI：10.1111/gcb.15764

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図１：種⼦⽣産の後、連続して⽣じた異常気象（⼤型台⾵と夏の乾燥）によって枯死してしまった⼩笠原固有
樹種シマイスノキ

図２： 種子生産や異常気象がどのように樹木を衰退へと導いていくか、その生理過程の模式図。青線は正の効
果、赤線は負の効果を表す。台風による塩害は葉面積、光合成、枝の通水性を低下させ、乾燥は枝の通水性を低下させ、種子生産は葉面積の低下をもたらたす。それらの結果、貯蔵でんぷん量は低下し、大きな枝や個体の枯死をももたらす。