研究者詳細

顔写真

トミマツ　ハジメ
冨松　元
Hajime Tomimatsu
所属
大学院生命科学研究科　教育研究支援・企画推進室
職名
特任准教授（研究）
学位

  • 修士（理学） （茨城大学）

  • 博士（理学） （茨城大学）

e-Rad 研究者番号
70598458

学歴 1

  • 茨城大学　理工学研究科　環境機能科学専攻

    ～ 2008年

委員歴 5

  • 日本生態学会 大会企画委員会オンライン部会　委員

    2023年4月 ～ 2024年3月

  • 日本生態学会 大会企画委員会発表編成部　委員

    2023年4月 ～ 2024年3月

  • 日本生態学会　大会実行委員会 プログラム編成部 委員長

    2022年4月 ～ 2023年3月

  • 日本生態学会　大会企画委員会発表編成部 部会長

    2022年4月 ～ 2023年3月

  • 日本生態学会　大会企画委員会発表編成部 副部会長

    2021年4月 ～ 2022年3月

所属学協会 4

  • 日本草地学会

  • 日本植物学会

  • 種生物学会

  • 日本生態学会

研究キーワード 3

  • 植物生態学

  • 植物生理生態

  • 植物生理生態学

研究分野 1

  • ライフサイエンス / 生態学、環境学 /

論文 27

  1. The coordination between root and leaf functional traits across 33 woody plant species shifts between mycorrhizal types. 国際誌 査読有り

    Katsumi C Suzuki, Hirofumi Kajino, Shusaku Hirokawa, Hajime Tomimatsu, Kohmei Kadowaki, Kouki Hikosaka

    Tree physiology　2025年12月10日

    DOI： 10.1093/treephys/tpaf151 　

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    Root and leaf traits are expected to converge on the plant economics spectrum (PES). Some studies have focused on correlation between specific root length (SRL) and specific leaf area (SLA), which reflect resource acquisition per invested mass in root and leaf, respectively. However, the results have been inconsistent among previous studies. We hypothesized that this discrepancy was due to overlooked variations in root traits depending on mycorrhizal types because SRL can be influenced by not only PES but also mycorrhizal types. To assess how mycorrhizal type inherently mediates the coordination of root and leaf traits, we determined the leaf and root traits of current-year seedlings of 33 species encompassing different leaf habits and mycorrhizal types, AM (arbuscular mycorrhizal) and ECM (ectomycorrhizal) species, grown under a common condition. Root and leaf traits correlated with the first axis of the principal component analysis, and this axis represented PES. Root diameter (RD) also correlated with the second axis, which differed between mycorrhizal types. SRL and SLA were correlated positively to each other, but ECM species had higher SRL than AM species when compared at the same SLA. This was because (1) SRL is negatively related to root tissue density (RTD) and RD, (2) RTD was negatively correlated with SLA, and (3) RD was smaller in ECM. Leaf and root traits are tightly coordinated with each other across species, but the relationship shifts between the mycorrhizal types.

  2. Photochemical reflectance index and its relation to photosynthetic characteristics under dynamic light environment 査読有り

    Jing-Qi Zhang, Kouki Hikosaka, Hajime Tomimatsu

    Plant and Cell Physiology　66　(11)　1760-1771　2025年9月11日

    出版者・発行元： Oxford University Press (OUP)

    DOI： 10.1093/pcp/pcaf111 　

    ISSN：0032-0781

    eISSN：1471-9053

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    Abstract The photochemical reflectance index (PRI) is a normalized reflectance index that is expected to be useful for estimating photosynthetic activity based on remote-sensing images. Experimental and theoretical studies have examined how the PRI is related to photosynthesis, but they have been based on observations under steady-state light conditions. Photosynthetic systems display differential temporal responsiveness when exposed to variation in light intensity. Here, we examined the responses of the CO2 assimilation rate (A), quantum yield of PSII photochemistry (ФP), nonphotochemical quenching (NPQ), and the PRI in two poplar species, one being a hybrid that does not close stomata in the dark (nonclosing type). When dark-adapted leaves were exposed to strong light (induction phase), the response time was ФP = NPQ < PRI < A for the normal type and ФP = NPQ < PRI = A for the nonclosing type. Consequently, the PRI–NPQ and the PRI–A relationships differed between the steady-state and induction phase. On the other hand, when the light-adapted leaves were transferred from dark to light, the time response was similar among ФP, NPQ, and the PRI. Therefore, the PRI can be used to assess ФP and NPQ even under dynamic light conditions if light-adapted leaves are used. Our results imply that, following sudden increases in light intensity, CO2 assimilation in the normal type poplar is limited by stomatal conductance, and that PSII-related parameters, including the PRI, are temporally decoupled from A. Estimates of A based on the PRI would be overestimates under dynamic conditions, which needs to be taken into account when interpreting remote-sensing data.

  3. Inter-specific variation of isoprene emissions in a Southeast Asian tropical rainforest: Links to light environments and atmospheric implications 査読有り

    Takuya Saito, Hajime Tomimatsu, Yixin Ma, Huixing Kang, Yanhong Tang, Stephen J. Andrews, Azian Mohti

    Elem Sci Anth　13　(1)　2025年9月10日

    出版者・発行元： University of California Press

    DOI： 10.1525/elementa.2025.000041 　

    eISSN：2325-1026

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    Tropical forests are primary global sources of isoprene, a reactive volatile organic compound (VOC) influencing atmospheric chemistry and climate. Southeast Asian tropical forests, characterized by the dominance of dipterocarp species, play a significant role in regional emissions. However, a mechanistic understanding of how these unique forest ecosystems regulate emissions remains limited due to a scarcity of species-specific isoprene emission data. This data gap is crucial as these distinct ecosystems face increasing threats from disturbances. Such disturbances can alter microenvironments, notably light environments, leading to shifts in species composition that potentially modify regional VOC fluxes and complicate emission predictions. To address this knowledge gap, we measured leaf-level isoprene emissions from 10 ecologically important tree saplings in a lowland dipterocarp forest (Pasoh Forest Reserve). Our selection prioritized species inhabiting diverse light environments to explore relationships between emission capacity, photosynthetic traits, and in situ light conditions. Only 2 light-demanding Macaranga species (M. gigantea and M. hypoleuca) at disturbed forest edges consistently emitted isoprene. The remaining 8 species, including 2 canopy-dominant dipterocarps (Shorea leprosula and Neobalanocarpus heimii), showed no detectable emissions, a finding may help explain the relatively low regional isoprene fluxes previously observed at this site. The identification of these Macaranga species as isoprene emitters is relevant given that disturbances often create favorable light environments for such pioneers. Our case study, using historical tree survey data from a fire-disturbed area, suggests that Macaranga dominance following such disturbances could transiently create hot spots of elevated isoprene emissions. This further implies the importance of species-specific emission data, particularly for ecologically dominant or disturbance-responsive pioneer species, in assessing how forest composition and its shifts influence regional isoprene fluxes and atmospheric chemistry.

  4. The relationships between photochemical reflectance index (PRI) and photosynthetic status in radish species differing in salinity tolerance. 査読有り

    Elsayed Mohamed, Hajime Tomimatsu, Kouki Hikosaka

    Journal of plant research　2025年1月24日

    DOI： 10.1007/s10265-025-01615-x 　

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    Since photosynthesis is highly sensitive to salinity stress, remote sensing of photosynthetic status is useful for detecting salinity stress during the selection and breeding of salinity-tolerant plants. To do so, photochemical reflectance index (PRI) is a potential measure to detect conversion of the xanthophyll cycle in photosystem II. Raphanus sativus var. raphanistroides is a wild radish species closely related to domesticated radish, and is distributed throughout the coastal regions of Japan, where it is thought to be salt tolerant. In this study, we raised wild and domesticated radishes under various salt conditions and assessed growth, photosynthetic status, and PRI. When grown at mild salt stress (50 mM NaCl), wild radish leaves showed photosynthetic activity levels comparable to control plants, whereas the photosynthetic activity of domesticated radish was suppressed. This result suggests that wild radishes are more salt-tolerant than domesticated radishes. Although photosynthetic rate and the photochemical quantum yield were significantly correlated with PRI in both species, the PRI resolution was insufficient to distinguish differences in salt tolerance between wild and domesticated radish. Wild radish had a lower maximum quantum yield (Fv/Fm) when grown under moderate salt stress (200 mM NaCl), suggesting chronic photoinhibition. The relationship between non-photochemical quenching (NPQ) and PRI was significant when leaves with chronic photoinhibition were eliminated but this relationship was not significant when they were included. In contrast, the relationship between photosynthesis and PRI was significant regardless of whether leaves displayed chronic photoinhibition or not. We conclude that PRI is useful to detect relatively large reductions in photosynthetic rate under salinity stress, and that care should be taken to evaluate NPQ from PRI.

  5. Initial stomatal conductance increases photosynthetic induction of trees leaves more from sunlit than from shaded environments: A meta-analysis. 国際誌 査読有り

    Huixing Kang, Yuan Yu, Xinran Ke, Hajime Tomimatsu, Dongliang Xiong, Louis Santiago, Qingmin Han, Reki Kardiman, Yanhong Tang

    Tree physiology　2024年10月3日

    DOI： 10.1093/treephys/tpae128 　

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    It has long been held that tree species/leaves from shaded environments show faster rate of photosynthetic induction than species/leaves from sunlit environments. But the evidence so far is conflicting and the underlying mechanisms are still under debate. To address the debate, we compiled a dataset for 87 tree species and compared the initial increasing slope during the first 2-minute induction (SA) and stomatal and biochemical characteristics between sun and shade species from the same study, and those between sun and shade leaves within the same species. In 77% of between-species comparisons, the species with high steady-state photosynthetic rate in the high light (Af) exhibited a larger SA than the species with low Af. In 67% within-species comparisons, the sun leaves exhibited a larger SA than the shade leaves. However, in only a few instances did the sun species/leaves more rapidly achieve 50% of full induction, with an even smaller SA, than the shade species/leaves. At both the species and leaf level, SA increased with increasing initial stomatal conductance before induction (gsi). Despite exhibiting reduced intrinsic water use efficiency in low light, a large SA proportionally enhances photosynthetic carbon gain during the first 2-minute induction in the sun species and leaves. Thus, in terms of the increase in absolute rate of photosynthesis, tree species/leaves from sunlit environments display faster photosynthetic induction responses than those from shaded environments. Our results call for re-consideration of contrasting photosynthetic strategies in photosynthetic adaption/acclimation to dynamic light environments across species.

  6. Contributions of species shade tolerance and individual light environment to photosynthetic induction in tropical tree seedlings. 国際誌 査読有り

    Huixing Kang, Hajime Tomimatsu, Ting Zhu, Yixin Ma, Xiruo Wang, Yan Zhang, Yanhong Tang

    Tree physiology　42　(10)　1975-1987　2022年10月7日

    DOI： 10.1093/treephys/tpac056 　

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    It has long been debated whether tree leaves from shady environments exhibit higher photosynthetic induction efficiency (IE) than those from sunny environments and how the shade tolerance of tree species and the light environment of leaves contribute to the dynamics of photosynthesis. To address these questions, we investigated leaf photosynthetic responses to simulated changes of light intensity in seedlings of six tree species with differential shade tolerance. The seedlings were growing under different light environments in a lowland tropical forest. We proposed an index of relative shade tolerance (RST) to assess species-specific capacity to tolerate shade, and we quantified the light environment of individual leaves by the index of daily light integral (DLI), the averaged daily total light intensity. We obtained the following results. Photosynthetic IE, which is the ratio of the achieved carbon gain to the expected carbon gain, was significantly higher for species with a higher RST than for that with a lower RST. The impacts of light environment on the IE of individual leaves within the same species varied largely among different species. In the three species with relatively low RST, the IE of individual leaves decreased at higher DLIs when DLI < 10 mol m-2 d-1. Seedlings with high initial stomatal conductance before induction (gs50) possessed a higher IE than those with low gs50 from the same species. A trade-off existed between IE and steady-state photosynthetic rates. These results suggest a complex interaction between the shade tolerance of species and the light environments of individual leaves for photosynthetic induction and provide new insights into the adaptation strategy for understory seedlings under sunfleck environments.

  7. シバ(Zoysia japonica Steud.)優占草地の生草量におよぼす放牧効果の長期的研究 査読有り

    板野志郎, 冨松元, 堤道生, 坂上清一, 中神弘詞, 下田勝久, 山城秀昭, 吉田智佳子

    日本草地学会誌　67　(1)　8-16　2021年

    出版者・発行元： 日本草地学会

    DOI： 10.14941/grass.67.8 　

    ISSN：0447-5933

    eISSN：2188-6555

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    シバ草地の群落地上部の生草量に対する放牧処理の効果を明らかにするため，シバ草地の生草量の15年間の季節動態が放牧処理条件の変動とともに示された。放牧期間中の生草量に影響する要因が線形混合効果モデルにより解析された。長期研究の結果は，年ごとの処理条件と放牧履歴により生草量が変動することを示した。線形混合効果モデルは，放牧処理にともなう各要因のシバ草地の生草量に対する放牧効果を定量的に示した。放牧圧が1200 kg BW ha-1以下では，生草量は放牧圧の増加とともに減少し，季節や植物の多様性により負の効果，放牧開始時生草量により正の効果を受けた。放牧圧が1200 kg BW ha-1を超えると生草量は放牧圧と関係なく低い水準で維持され，季節により負の効果，放牧開始生草量により正の効果を受けた。

  8. Photosynthesis, respiration, and growth patterns of Rhizophora stylosa seedlings in relation to growth temperature 査読有り

    Yasuaki Akaji, Tomomi Inoue, Hajime Tomimatsu, Ayumi Kawanishi

    TREES-STRUCTURE AND FUNCTION　33　(4)　1041-1049　2019年8月

    DOI： 10.1007/s00468-019-01840-7 　

    ISSN：0931-1890

    eISSN：1432-2285

  9. Short-term effects of high CO2 accelerate photosynthetic induction in Populus koreana x trichocarpa with always-open stomata regardless of phenotypic changes in high CO2 growth conditions 国際誌 査読有り

    Hajime Tomimatsu, Tsuyoshi Sakata, Hiroshi Fukayama, Yanhong Tang

    TREE PHYSIOLOGY　39　(3)　474-483　2019年3月

    DOI： 10.1093/treephys/tpy078 　

    ISSN：0829-318X

    eISSN：1758-4469

  10. Effects of high CO2 levels on dynamic photosynthesis: carbon gain, mechanisms, and environmental interactions 査読有り

    Hajime Tomimatsu, Yanhong Tang

    JOURNAL OF PLANT RESEARCH　129　(3)　365-377　2016年5月

    DOI： 10.1007/s10265-016-0817-0 　

    ISSN：0918-9440

    eISSN：1618-0860

  11. High CO2 concentration increases relative leaf carbon gain under dynamic light in Dipterocarpus sublamellatus seedlings in a tropical rain forest, Malaysia 国際誌 査読有り

    Hajime Tomimatsu, Atsuhiro Iio, Minaco Adachi, Leng-Guan Saw, Christine Fletcher, Yanhong Tang

    TREE PHYSIOLOGY　34　(9)　944-954　2014年9月

    DOI： 10.1093/treephys/tpu066 　

    ISSN：0829-318X

    eISSN：1758-4469

  12. 植物のCO2応答-10 光合成誘導反応

    TANG Yanhong, 冨松元, 深山浩

    化学と生物　52　(2)　106-112　2014年

    出版者・発行元： 日本農芸化学会

    DOI： 10.1271/kagakutoseibutsu.52.106 　

    ISSN：0453-073X

    eISSN：1883-6852

  13. Incorporating a periodic function into an equation for estimating herbage mass in Zoysia-dominated pastures from rising plate readings 査読有り

    Shiro Itano, Hajime Tomimatsu, Koji Nakagami, Yasuyuki Maeda

    GRASSLAND SCIENCE　58　(3)　127-132　2012年9月

    DOI： 10.1111/j.1744-697X.2012.00253.x 　

    ISSN：1744-6961

  14. Elevated CO2 differentially affects photosynthetic induction response in two Populus species with different stomatal behavior 国際誌 査読有り

    Hajime Tomimatsu, Yanhong Tang

    OECOLOGIA　169　(4)　869-878　2012年8月

    DOI： 10.1007/s00442-012-2256-5 　

    ISSN：0029-8549

    eISSN：1432-1939

  15. A non-destructive method to estimate plant biomass in a Miscanthus-dominant pasture 査読有り

    Tomimatsu, H, Ogura, S

    The 9th International Rangeland Congress　339　2011年4月

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    *連絡著者

  16. Changes of plant selectivity in cattle with depletion of plant availability in a Japanese native pasture 査読有り

    Tomimatsu, H, Yokoyama, M, Ogura, S

    The 9th International Rangeland Congress　616　2011年4月

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    *連絡著者

  17. Quantification of Bite Size, Bite Rate and Intake Rate in Cattle Foraging Japanese Native Grasses

    TOMIMATSU Hajime, YOKOYAMA Misa, OGURA Shin‐ichiro

    J Integr Field Sci　8　122　2011年3月

  18. Reflectance spectra for monitoring green herbage mass in Zoysia-dominated pastures 査読有り

    Shiro Itano, Hajime Tomimatsu

    GRASSLAND SCIENCE　57　(1)　9-17　2011年3月

    DOI： 10.1111/j.1744-697X.2010.00202.x 　

    ISSN：1744-6961

    eISSN：1744-697X

  19. 日本の半自然草地研究に携わって(<特集>若手研究者の挑戦)

    冨松 元

    日本草地学会誌　57　(2)　112-116　2011年

    出版者・発行元： 日本草地学会

    DOI： 10.14941/grass.57.112 　

    ISSN：0447-5933

    eISSN：2188-6555

  20. Differences in spectrum reflectance and physiological indices among three typical semi-natural grasslands in Japan 査読有り

    Tomimatsu Hajime, Itano Shiro

    Grassland science　55　(4)　221-224　2009年12月1日

    出版者・発行元： Japanese Society of Grassland Science

    DOI： 10.1111/j.1744-697X.2009.00163.x 　

    ISSN：1744-6961

  21. Differences in the structure, growth and survival of Parasenecio yatabei ramets with contrasting water relations on the slope of a stream bank 査読有り

    Hajime Tomimatsu, Jun-Ichi Hosoda, Yoshimichi Hori

    PLANT SPECIES BIOLOGY　24　(2)　83-91　2009年8月

    DOI： 10.1111/j.1442-1984.2009.00241.x 　

    ISSN：0913-557X

    eISSN：1442-1984

  22. 草地の種多様性評価のための無作為順序法による種数面積曲線の利用 査読有り

    板野 志郎, 下田 勝久, 冨松 元, 堤 道生

    システム農学　25　(1)　45-54　2009年1月10日

    出版者・発行元： システム農学会

    DOI： 10.14962/jass.25.1_45 　

    ISSN：0913-7548

    eISSN：2189-0560

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    草地の適正な利用と維持を目的として、無作為に調査順序を変更させる種数面積曲線の草地植生の種多様性の評価への適用を検討した。まず、疑似乱数を複数回発生させ調査順序を並べ替えて複数の種数面積関係を作成し、その平均から代表的な種数面積関係を得た。次にべき則モデルを当てはめ、モデル由来の3 つ多様性評価指標：最小面積指標Aa、種豊度指標Sa、出現様式指標zを提案した。シバ優占草地の植生データに本手法を適用し、シミュレーション試験を行った。結果は、無作為順序法により精度の高い種数面積曲線を作成でき、種数面積関係や評価指標に与える調査面積や枠面積の影響が低いことを示した。これらの点に関して、本手法は他の代表的な多様性指標より利点が認められ、草地の多様性評価に有用であることが示唆された。

  23. 半自然草地(シバ・アズマネザサ)における分光反射スペクトルの季節変化

    冨松元, 冨松元, 板野志郎

    日本草地学会誌　55　2009年

    ISSN：0447-5933

  24. ライジングプレートメータ(RPM)による草量推定に影響を与える要因解析とRPMによって推定されたシバ優占草地バイオマスの季節変化

    冨松元, 冨松元, 板野志郎, 堤道生

    日本草地学会誌　55　2009年

    ISSN：0447-5933

  25. ススキ(Miscanthus sinensis Anderss.)優占草地とシバ(Zoysia japonica Steud.)優占草地の植物種組成に関する統計量の季節変化 査読有り

    冨松元, 冨松元, 板野志郎, 堤道生, 中村徹, 前田聡子

    日本草地学会誌　55　(1)　48-53　2009年

    出版者・発行元： 日本草地学会

    DOI： 10.14941/grass.55.48 　

    ISSN：0447-5933

    eISSN：2188-6555

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    我が国の草原の多くは、森林への遷移を抑制することによって維持されている。畜産利用を目的とした半自然草地は、採草処理や放牧処理に変化を加えることで異なる植生タイプヘ移行する。それゆえ、処理が植生に与える影響を評価するには長期にわたる植生調査が必要となる。しかし、半自然草地の多様な植物相は、植物種それぞれのフェノロジー特性によって季節的な変化を伴う。したがって、草地の管理と利用に関する植生の長期移行の問題を検討するには、草地優占種を主とした植物群落のフェノロジー特性を把握し、調査季節が植生診断に与える影響を把握しておくことが必要である。また、半自然草地は、環境負荷の少ない持続的な生産機能とともに、遺伝子、種、生態、景観の様々な段階に対する多様性が期待されており、保全と景観の保持の視点からもフェノロジー特性を把握しておく必要がある。本論文では、日本の主要な半自然草地であるススキ優占草地とシバ優占草地を取り上げて、それぞれの優占草地において種数、多様度指数、類似度指数および主要植物種の優占度等の植生の各指標について季節間比較を行った。

  26. ライジングプレートメータを用いたシバ優占草地の草量推定に影響を与える要因の解析

    冨松元, 冨松元, 板野志郎, 堤道生

    日本草地学会誌　54　(2)　134-140　2008年

    出版者・発行元： 日本草地学会

    DOI： 10.14941/grass.54.134 　

    ISSN：0447-5933

    eISSN：2188-6555

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    地上部草量とRising plate meter (RPM)値の線形回帰式の残差に影響を及ぼす要因を,パーティション分析を用いて抽出した。回帰式に与える要因の影響度を検出し,計測時の留意点を検討した。生存部草量の残差に最も強く影響する要因は枯死部率であり,枯死部率の高い早春はRPMを用いた草量推定に適さないことが示された。さらに,RPM値8.4で二分化されることが明らかになった。RPM値8.4未満ではより精度の高い線形回帰式が得られたが,RPM値8.4以上では精度が著しく低下することが示された。全体草量の残差は,枯死部草量の残差に強く依存しており,この枯死部草量の残差を今回利用した説明変数で説明するのは困難であった。従って,RPMを用いた測定において全体草量の推定精度を高めるには,枯死部に留意して計測する必要がある。

  27. Effect of soil moisture on leaf ecophysiology of Parasenecio yatabei, a summer-green herb in a cool-temperate forest understory in Japan 査読有り

    Hajime Tomimatsu, Yoshimichi Hori

    JOURNAL OF PLANT RESEARCH　121　(1)　43-53　2008年1月

    DOI： 10.1007/s10265-007-0122-z 　

    ISSN：0918-9440

    eISSN：1618-0860

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MISC 50

  1. 相対成長速度の種間差を古典的手法と窒素獲得・利用に基づく手法の両方から評価する

    鈴木桂実, 梶野浩史, 廣川周作, 冨松元, 門脇浩明, 彦坂幸毅

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　72nd　2025年

  2. リモートセンシングパラメータと葉光合成速度の季節変化

    冨松元, 彦坂幸毅

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　72nd　2025年

  3. 当年生実生33種を用いた根と葉形質から見る地上部と地下部の同調と菌根タイプの関係

    鈴木桂実, 梶野浩史, 廣川周作, 冨松元, 門脇浩明, 彦坂幸毅

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　72nd　2025年

  4. 共通圃場実験による日本の主要樹種の実生の窒素利用効率とその構成要素の種間比較

    鈴木桂実, 廣川周作, 梶野浩史, 冨松元, 門脇浩明, 彦坂幸毅

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　71st　2024年

  5. SIFから光合成の昼寝現象を観測できるのか?-個葉観測による検証-

    冨松元, 彦坂幸毅

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　71st　2024年

  6. 色素量変動補正を導入した光化学反射指数(PRI)によるブナ林霜害の観測

    青野葉介, 野田響, 中村由紀子, 冨松元, 彦坂幸毅

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　70th　2023年

  7. 光環境の空間的不均一性が動的光合成におよぼす影響

    冨松元, TANG Yanhong

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　69th　2022年

  8. 太陽誘導クロロフィル蛍光(SIF)を利用した光化学系II量子収率(φPSII)と光合成の推定

    冨松元, 彦坂幸毅

    日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM)　86th　2022年

  9. アジアの森林土壌における有機炭素分解への温暖化影響とフィードバック効果

    LIANG Naishen, 寺本宗正, 高木健太郎, 近藤俊明, 小嵐淳, 安藤麻里子, 平野高司, 高橋善幸, 高木正博, 石田祐宣, 荒巻能史, 楢本正明, ZHANG Yiping, ZHANG Yiping, LAI Derrick Y.F., CHIANG Po-Neng, ZENG Jiye, PIAO Hilong, LI Shenggong, 冨松元, ZHAO Xin, 中根周歩, YAO Tze-Leong

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　67th　2020年

  10. 土壌有機炭素分解に対する長期的な温暖化の影響評価

    寺本宗正, 近藤俊明, LIANG Naishen, ZENG Jiye, 中根周歩, 小嵐淳, 安藤麻里子, 荒巻能史, 冨松元, ZHAO Xin

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　67th　2020年

  11. 東南アジア熱帯林の土壌利用変化に対する土壌呼吸の長期モニタリング

    冨松元, LIANG Naishen, 寺本宗政, 曾継業, 趙きん

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　66th　2019年

  12. 苗場山ブナ林における土壌有機炭素分解に対する温暖化影響

    寺本宗正, 梁乃申, 楢本正明, 曾継業, 趙きん, 冨松元

    日本森林学会大会学術講演集　130th　(0)　137-137　2019年

    出版者・発行元： 日本森林学会

    DOI： 10.11519/jfsc.130.0_137 　

    ISSN： 2187-6576

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    <p>土壌呼吸は、光合成に次いで陸域で2番目に大きな炭素フラックスであり、微生物呼吸と根呼吸から成る。土壌呼吸の7割を占めるとも考えられる微生物呼吸は、温度の上昇に対して指数関数的に上昇する性質をもつ。そのため、地球温暖化によって、土壌から排出される二酸化炭素の量が増加し、温暖化を一層加速させるという正のフィードバックが懸念されている。それを検証するためには、温暖化を想定した、野外での長期的な土壌温暖化操作実験が不可欠であるが、その様な観測は非常に限られているのが現状である。特に、多様な生態系や気候を有するアジアモンスーン地域において、観測例は絶対的に不足している。そこで本研究では、微生物呼吸の温暖化に対する長期的な応答を把握するため、苗場山（標高900 m）のブナ林に、国立環境研究所が独自に開発した自動開閉チャンバーシステムと、土壌に対する温暖化操作のための赤外線ヒーターを設置した。本講演では、2008年から2014年までの観測期間における、微生物呼吸の温暖化に対する量的な応答を示し、その変動因子に関して議論する。</p>

  13. アジアの森林土壌有機炭素放出の温暖化影響とフィードバック効果

    梁乃申, 高橋善幸, 寺本宗正, 趙忻, 冨松元, 高木健太郎, 平野高司, 近藤俊明, 小嵐淳, 安藤麻里子, 石田祐宣, 高木正博

    日本森林学会大会学術講演集　130th　(0)　701-701　2019年

    出版者・発行元： 日本森林学会

    DOI： 10.11519/jfsc.130.0_701 　

    ISSN： 2187-6576

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    <p>アジアの陸域面積は全陸域面積のわずか30%を覆うにすぎないが、世界人口の60%強の生活を支えている。近年、気候変動およびそれに伴う台風と干ばつなどが、人間社会だけではなく、自然生態系にも著しく影響を与えている。また、アジア諸国における経済発展によって、この地域の陸域生態系に対する撹乱の影響も、深刻さを増している。本研究では、（1）衛星データによるアジア熱帯域における森林火災の現状把握とモデルによる気候変動下の森林火災増加と熱帯泥炭流出を評価する。（2）GOSATなどの衛星観測により気候変動によるアジア陸域生態系サービス劣化をマクロ的に評価する手法を検討する。（3）世界最大規模のチャンバー観測ネットワークを用いて、北海道の最北端から赤道付近のマレーシアまでのアジアの広域トランセクトに沿って、代表的な陸域生態系における土壌呼吸等の観測により現行の気候変動と生態系機能の変化の関係を評価するとともに、10ヶ所の森林において人工的な温暖化操作実験を行い、気候変動に対する森林土壌環境への影響や応答を評価する。(4) これらから、アジアの森林への気候変動影響を評価し、適応策を検討する。</p>

  14. 光照射パターンが植物成長特性におよぼす影響

    冨松元, 佐治光

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　65th　2018年

  15. 熱帯林内の微環境変化とその生態的影響を追う-マレーシア熱帯林における実生と稚樹の長期観測-

    冨松元, 梁乃申, 米村正一郎, 唐艶鴻

    地球環境研究センターニュース(Web)　29　(9)　WEB ONLY　2018年

    ISSN： 0917-0820

  16. マングローブ植物(メヒルギ)の呼吸温度依存性

    井上智美, 冨松元, 川西あゆみ

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　64th　2017年

  17. 光照射パターンが開花フェノロジーにおよぼす影響

    冨松元

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　64th　2017年

  18. 熱帯林床の光勾配が熱帯植物のサンフレック利用特性におよぼす影響

    冨松元, 唐艶鴻

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　63th　2016年

  19. マレーシア熱帯林における林床の気象の特徴について

    米村正一郎, 杜明遠, 唐艶鴻, 唐艶鴻, 冨松元, SAW Christine

    日本農業気象学会全国大会講演要旨/Proceedings of International Symposium on Agricultural Meteorology　2016　133　2016年

  20. Photosynthetic response and leaf carbon gain under dynamic light "sunfleck" in natural habitat

    TOMIMATSU Hajime, TAN Yanghong

    日本植物学会大会研究発表記録　78th　105　2014年9月1日

  21. 熱帯林林床の高CO2濃度が実生の炭素獲得におよぼす影響評価

    冨松元, 唐艶鴻

    日本生態学会大会講演要旨(Web)　61st　WEB ONLY E1-01　2014年

  22. 光合成誘導反応の制限に及ぼす高CO2環境の影響

    冨松元, 唐艶鴻

    日本生態学会大会講演要旨集　60th　108　2013年3月5日

  23. 川渡旧IBP地区におけるススキ型草地の植生遷移：2002-2011

    板野志郎, 堤 道生, 坂上清一, 中神弘詞, 下田勝久, 冨松 元, 小倉振一郎, 吉原 佑, 田中繁史, 山本嘉人, 東山雅一, 池田堅太郎

    草地の動態に関する研究（第8次中間報告）　38-46　2013年

    出版者・発行元： 畜産草地研究所

  24. 飼料の垂直分布がウシの摂食行動に及ぼす影響

    小倉振一郎, 冨松元, 佐藤和也, 山本理恵, 田中繁史

    日本草地学会誌　59　41　2013年

    ISSN： 0447-5933

  25. 低圧環境下での形態変化による光合成特性の解明

    早川恵里奈, 宮村新一, 唐艶鴻, 冨松元, 田中健太, 恩田義彦, 廣田充

    第59回日本生態学会　2012年3月

  26. 高CO2環境における光合成誘導反応の順応と気孔の役割

    冨松元, 唐艶鴻

    日本植物学会大会研究発表記録　76th　115　2012年

  27. Quantification of Bite Size, Bite Rate and Intake Rate in Cattle Foraging Japanese Native Grasses (Advanced Studies on Sustainable Animal Production: Interrelationships among Human, Animal and Environment, 8th International Symposium of Integrated Field Science)

    TOMIMATSU Hajime, YOKOYAMA Misa, OGURA Shin-ichiro

    Journal of Integrated Field Science　8　(8)　122-122　2011年3月

    出版者・発行元： Field Science Center, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University

    ISSN： 2433-6122

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    Poster Session

  28. シバ草地の生存部草量を評価するための分光植生指標

    板野志郎, 冨松元

    農研機構畜産草地研究所成果情報(Web)　2011　2011年

  29. 高CO2環境が光合成誘導反応に及ぼす影響の評価

    冨松元, 唐艶鴻, 坂田剛

    日本生態学会大会講演要旨集　58th　297　2011年

  30. 放牧によるシバ優占草地の長期的な生草量の変動

    板野志郎, 冨松元, 堤道生, 坂上清一, 中神弘詞, 高橋繁男, 高橋俊

    日本草地学会誌　57　142　2011年

    ISSN： 0447-5933

  31. 採草地の生産管理-窒素動態モデルによるシナリオ予測

    板野志郎, 寳示戸雅之, 冨松元, 冨松元, 松浦庄司, 山本博, 佐々木寛幸

    日本草地学会誌　57　141　2011年

    ISSN： 0447-5933

  32. 高CO2環境が光合成誘導過程の生化学的制限に与える影響評価

    冨松元, 坂田剛, 唐艶鴻

    日本植物学会大会研究発表記録　75th　220　2011年

  33. ススキ優占草地における非破壊的バイオマス惟定法の提案

    冨松元

    日草誌　56　42　2010年

  34. ススキ優占草地における非破壊的バイオマス推定法の提案

    冨松元, 小倉振一郎

    日本草地学会誌　56　2010年

    ISSN： 0447-5933

  35. 採草利用草地の生産管理-窒素動態モデル-土壌パート-

    板野志郎, 寳示戸雅之, 冨松元, 冨松元, 松浦庄司, 山本博

    日本草地学会誌　56　2010年

    ISSN： 0447-5933

  36. 植物量の減少にともなう野草地放牧牛の植物種選択性の変化

    冨松元, 横山美沙, 小倉振一郎

    日本草地学会誌　56　43　2010年

    ISSN： 0447-5933

  37. シバ草地における季節的な草量変化を推定するためのライジングプレートメータの周期関数モデル

    板野志郎, 冨松元, 冨松元, 中神弘詞

    日本草地学会誌　56　128　2010年

    ISSN： 0447-5933

  38. 無作為順序による種数面積曲線を利用した草地の種多様性評価法

    板野志郎, 下田勝久, 冨松元, 堤道生

    農研機構畜産草地研究所成果情報(Web)　2009　2009年

  39. 採草利用草地の生産窒素動態モデル-植物群落窒素パート-

    板野志郎, 寳示戸雅之, 冨松元, 冨松元, 松浦庄司, 山本博

    日本草地学会誌　55　2009年

    ISSN： 0447-5933

  40. シバ草地における生存部量の変動推定のためのスペクトル特性

    板野志郎, 冨松元, 冨松元, 下田勝久

    日本草地学会誌　55　2009年

    ISSN： 0447-5933

  41. 活性の高い葉は老化しやすいか?-一枚の葉で構成される植物を用いて-

    冨松元, 冨松元, 堀良通, 板野志郎

    日本生態学会大会講演要旨集　55th　404　2008年

  42. 採草利用を考慮した草地の生産窒素動態モデル-生産パートのモデル化-

    板野志郎, 寳示戸雅之, 冨松元, 冨松元, 松浦庄司, 森昭憲

    日本草地学会誌　54　296-297　2008年

    ISSN： 0447-5933

  43. 土壌水分勾配が個体群動態に与える影響

    冨松元, 堀良通

    日本生態学会大会講演要旨集　53rd　335　2006年

  44. Spatial pattern differences in land use between mountainous, agricultural and city districts in Ibaraki prefecture, Japan

    Hori, Y., Shiyomi, M., Aikawa, S.-I., Ogitsu, H., Tomimatsu, H., Yasuda, T.

    Japanese Journal of Ecology　55　(1)　11-19　2005年4月1日

    DOI： 10.18960/seitai.55.1_11 　

    ISSN： 0021-5007

  45. 茨城県三地域における土地利用区分のベータ・二項分布による解析

    堀良通, 塩見正衛, 相川真一, 荻津英也, 冨松元, 安田泰輔

    日本生態学会誌　55　(1)　11-19　2005年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生態学会

    DOI： 10.18960/seitai.55.1_11 　

    ISSN： 0021-5007

    eISSN： 2424-127X

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    1. 航空写真を解析して, (1)茨城県北部の山間地域(県北山間地域), (2)中部の里山地域(県央御前山地域), (3)南部の都市と近郊(県南土浦地域)の3地域における1990年代の土地利用区分の比較を行った.解析にはベータ・二項分布を利用した.3地域の比較から, 第1の地域は山村的な土地利用形態を強くもっていること, 第3の地域は都市的な土地利用形態をもっていること, そして第2の県央御前山地域は両者の中間的ないしやや山村に近い土地利用形態をもっていることを明らかにした.1980年に茨城県で作成した茨城県植生図の解析結果と1990年代の結果を比較すると, 県北山間地域では落葉樹林と市街地の面積が増加し, 農耕地の面積が減少した.県央御前山地域においても, ほぼ同様の傾向がみられた.一方, 県南土浦地域においては, 落葉樹林面積の減少と市街地面積の著しい増加が目立った.この地域では面積の変化だけではなく, 市街地は大きな塊を形成する傾向が, また落葉樹林は局所化する傾向がみられた.これらの事実から, 1970年代から1990年代にかけてのわが国の社会と産業構造の変化が土地利用区分に及ぼした影響がいかに大きかったかをみることができる.2. 土地利用区分の時間的・空間的な変動をみるためには, ベータ・二項分布モデルとそのパラメータ値の利用が有効なことを示した.

  46. 水ストレス緩和後の光合成誘導の変化

    冨松 元, 堀 良通

    日本生態学会大会講演要旨集　ESJ51　123-123　2004年

    出版者・発行元： 日本生態学会

    DOI： 10.14848/esj.esj51.0.123.0 　

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    林床に生育する植物にとって光は重要な資源であり、効率よいサンフレック利用が重要である。弱光から強光へと変化すると、光活性化酵素、RuBPCase、気孔コンダクタンスなどの活性化により、光合成が徐々に誘導される。このような光合成誘導反応は、生育地の環境によって大きく影響される。しかし、降雨や乾燥による誘導反応への影響を調べられた報告は少ない。そこで我々は、水要求が強く乾燥に弱いと考えられる林床渓畔草本ヤマタイミンガサを用いて、水ストレスから緩和された後、光合成誘導がどの様に変化するのかを調査した。<br>実験は、1 湿潤条件で生育させた個体を乾燥状態にさせLI-6400でTimed-Lamp測定（CO2：360μmol m-2s-1、光：20⇔500μmol m-2s-1を3回繰り返す）、2 測定後十分な水をやり、180分後に同様の測定をおこなった。<br>その結果、乾燥状態から湿潤状態に回復することによって、光合成がより早く誘導されるようになり、光合成速度も約２倍になった。しかし、乾燥状態では、繰り返された３回の誘導ごとに光合成速度の上昇（1.12、1.31、1.52μmol m2 s-1）が見られたが、湿潤状態では３回の誘導全てで同じ光合成速度（2.74、2.71、2.71μmol m2 s-1）であった。気孔コンダクタンスは、乾燥状態では、0.01から0.015mol m-2s-1の間で低かったが、徐々に大きくなった。一方、湿潤状態では、0.06から0.04mol m-2s-1と大きかったが、徐々に小さくなった。<br>光合成速度は、乾燥と湿潤の間で差があり、また誘導反応にも違いが見られた。この結果は、気孔による影響が大きいと考えられた。湿潤だと、気孔を大きく開くことで、常にアイドリング状態を維持できる。そのため、強光に対してすぐに誘導を開始できる事で、効率良く炭素同化できると示唆された。<br>

  47. 茨城県三地域における土地利用区分のベータ・二項分布による解析

    塩見正衛, 堀良通, 相川真一, 荻津英也, 冨松元, 安田泰輔

    システム農学会シンポジウム要旨集　2004　103-104　2004年

  48. 多年生渓畔草本ヤマタイミンガサの個体群構造と動態

    冨松 元, 堀 良通

    日本生態学会大会講演要旨集　ESJ50　117-117　2003年

    出版者・発行元： 日本生態学会

    DOI： 10.14848/esj.esj50.0_117_3 　

  49. 渓畔草本ヤマタイミンガサの土壌水分勾配に伴う光合成特性および,個体群構造と動態

    冨松元, 堀良通

    日本生態学会大会講演要旨集　49th　254　2002年

  50. 大型葉渓畔草本ヤマタイミンガサの土壌水分環境と光合成特性

    冨松元, 堀良通

    日本生態学会大会講演要旨集　48th　101　2001年

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共同研究・競争的資金等の研究課題 3

  1. 熱帯林における太陽光誘起クロロフィル蛍光による光合成量の観測とモデル化

    加藤 知道, 宮内 達也, 彦坂 幸毅, 小林 秀樹, 中路 達郎, 野田 響, 冨松 元, 小杉 緑子

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Hokkaido University

    2022年4月1日 ～ 2026年3月31日

  2. 植物成長に最適な光照射の変動パターンの探索

    冨松 元

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：National Institute for Environmental Studies

    2020年4月 ～ 2023年3月

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    植物成長に最適な光照射の変動パターンについて探査するために、様々な光条件で植物を栽培し、植物成長の関する基本データの収集を進めている。本年は、次の２項目について実施した。 １）光変動をともなう栽培システムの構築： これまで使用してきた３色(RGB)のLED光源を大型グロースチャンバーに移設した。３つの光照射パターン（照射間隔：長、中、短）を再現するため、各照射パターン処理2枚の合計6枚と、コントロールユニットを3セット設置した。これらコントロールユニットを一元管理できるように１台のパソコンに統合した。 ２）植物成長におよぼす光照射パターンの影響： シロイヌナズナの野生株であるCol-0株を用いた。栽培条件は、CO2濃度400ppm、湿度70％、気温25度、日長：長日（明期12H）/短日（明期9H）とし、明期の光条件を強光/弱光150μmolm-2s-1/20μmolm-2s-1で栽培した。明期の光照射パターンは、“長時間照射パターン”強光/弱光4h/4h、 “中時間照射パターン”強光/弱光20min/20min、“短時間照射パターン” 強光/弱光2min/2minとした。上記の条件で栽培した結果、栽培開始から抽苔するまでの時間は、“長時間照射パターン”の個体ほど早かった。成長速度は日長によって変化し、長日で促進されるのは“短時間照射パターン”、短日で促進されるのは“長時間照射パターン”であることが明らかになった。 ３）野外調査： 当初計画ではマレーシア熱帯林の林床植物を対象に、光強度、気温、土壌水分などの環境条件の観測・測定と、光合成誘導反応の現場測定を行う予定であったが、コロナウイルス感染拡大の影響で渡航できなかった。渡航が可能になり次第、現地で光合成測定とより詳細な環境調査を実施する予定である。

  3. 光照射パターンが葉の機能特性と炭素固定効率におよぼす影響

    冨松 元

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関：National Institute for Environmental Studies

    2016年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    野外の光環境は時間的空間的に極めて不均一である。本研究では、植物栽培期間中の光照射パターンの違いが植物機能におよぼす影響について調べた。その結果、日積算光量子量が同じであっても、光照射間隔(明暗サイクル)が長いほど個体の成長速度が促進され、また開花時期が早期化することが明らかになった。さらに、常に気孔開放した変異体を用いた栽培実験によって、これらの光照射パターンの効果は気孔開度に強く影響されることが示唆された。

担当経験のある科目(授業) 7

  1. Ecology and Evolution（英語：1コマ担当）　東北大学理学部

  2. 植物生態学実習　東北大学理学部

  3. 生態進化生物学特選（1コマ担当）　東北大学

  4. 自然科学総合実験　東北大学

  5. 植物生理生態学(1コマ担当)　東北大学理学部

  6. 生物学演習　東北大学理学部

  7. 生態学実習　東北大学理学部

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