Journal of Forest Research, Vol.27, No.4(2022年8月)

種類: 巻頭言

Title: Recent progress in 2022

巻頁: J For Res 27 (4): 245

題名: 2022年における最近の進展

著者: 溝上展也

所属: JFR編集委員長



種類: 原著論文/Socioecnomics, Planning, and Management

Title: Identification of broad-leaf trees using deep learning based on field photographs of multiple leaves

巻頁: J For Res 27 (4): 246-254

題名: 複数枚の葉を含むように野外で撮影した広葉樹の葉画像を用いた深層学習による樹種判別

著者: 美濃羽靖,久保田裕介

所属: 京都府立大学大学院生命環境科学研究科

抄録: 本研究では,深層学習を用いて,野外で撮影した複数枚の葉が写っている広葉樹の葉画像から樹種判別を試みた。広葉樹12種からそれぞれ300枚の葉を撮影,画像サイズ 256 x 256ピクセルの葉画像を43,200枚作成した。深層学習のフレームワークにはCaffeを,深層学習アルゴリズムにはAlexNetおよびGoogLeNetを用いた。訓練事例と未知事例の組み合わせおよびデータの水増しの有無から4つの学習モデルを作成し,樹種判別精度を正答率によって評価した。葉画像を10セットに分割し,重複することなく10回の学習を行った。その結果,学習回数が200エポック後の10セットの平均正答率が最も高かったのはGoogLeNetの97.0%であった。また,GoogLeNetはすべての学習モデルにおいてAlexNetよりも高い平均正答率を示した。未知事例の割合が高い場合,データの水増しを行わないと平均正答率は低くなる傾向を示した。しかし,データの水増しを行うことにより正答率は向上する傾向を示した。また,相互に誤判別された樹種の組み合わせは,必ずしも形態的な類似性に基づくカテゴリー内で誤判別されるわけではないことがわかった。



種類: 原著論文/Socioecnomics, Planning, and Management

Title: Modeling the mediation roles in the relationship between job satisfaction and organizational commitment of public sector forest engineers in Turkey

巻頁: J For Res 27 (4): 255-264

題名: トルコの公共セクターで働く林業技術者を対象とした仕事に対する満足度と組織コミットメントの関係における調停の役割のモデル化

著者: Yaşar Selman Gültekin

所属: Düzce University, Turkey

抄録: Forest ecosystems are critical for achieving sustainable development goals. All forests in Turkey are managed and controlled by the General Directorate of Forestry (GDF) as a public organization. In order to achieve sustainable forest management, forestry activities include intensive operations involving reforestation, combating forest fires and smuggling, supervising logging activities, etc. Because of these rigorous forestry activities, forest engineers face a number of challenges in their profession. These problematic issues affect the 4,830 Public Sector Forest Engineers (PSFEs) in terms of organizational commitment (ORC) and job satisfaction (JOS). This study proposed to determine and reveal the underlying problems of the PSFEs’ perception of ORC and JOS using causal models. A large number of data were collected from 397 participating PSFEs in Turkey via applied questionnaire forms. Structural equation modeling (SEM) and bootstrap methodology were used to determine the main factors and analyze the relationships between latent variables and working conditions (WOC) and turnover intention (TOI) as mediators. The SEM results showed a direct positive effect (0.77) between the JOS and ORC of the PSFEs in Turkey. Positive WOC (0.153) and negative TOI (0.775) mediation roles were also revealed. The study indicated that the GDF administration needs to increase the motivation factors using incentive tools such as rewards, promotions, etc. and to reconstruct the WOC to decrease the TOI of the PSFEs. The developed models will contribute to the literature in terms of their availability and adaptability to different professions.



種類: 原著論文/Forest Environment

Title: Morphological traits and root anchorage ability of native pioneer tree species for reforestation of mudstone badlands

巻頁: J For Res 27 (4): 265-273

題名: 泥岩地帯の再植林のための在来パイオニア樹種における根系の形態と根返り耐性

著者: Jung-Tai Lee,Yu-Syuan Lin,Cheng-Ying Shi,Ming-Jen Lee

所属: National Chiayi University, Taiwan

抄録: Mudstone badlands occupy a large area in southwestern Taiwan. Mudstone soils with poor cementation property are particularly vulnerable to water erosion and landslides during rainy seasons. Broussonetia papyrifera, Hibiscus taiwanensis and Macaranga tanarius are major pioneer tree species occurring on mudstone badlands. Therefore, these species are beneficial for slope stabilization and forest restoration to control erosion and landslide. Nevertheless, information on their morphological traits and root biomechanical properties are lacking. In this research, root morphological traits of these species were inspected utilizing WinRHIZOPro Image Analysis System. Root anchorage ability and root tensile strength of 1-year-old B. papyrifera, H. taiwanensis and M. tanarius saplings were evaluated using uprooting testing and root tensile testing. The results show, compared to H. taiwanensis, B. papyrifera and M. tanarius plants had markedly greater root traits. Moreover, the root anchorage abilities of M. tanarius and B. papyrifer plants were notably higher than that of H. taiwanensis. In addition, root tensile strength of M. tanarius plants was markedly higher than those of B. papyrifera and H. taiwanensis plants. The results clearly demonstrate that M. tanarius outperforms B. papyrifera and H. taiwanensis, in these traits. Taken together, the priority for selecting these species for reforestation of mudstone badlands follows as: M. tanarius > B. papyrifera > H. taiwanensis. These results, together with the information on ecological succession following erosion and landslide, allow us to develop the reforestation plan and management strategy of mudstone badlands.



種類: 原著論文/Silviculture and Plant Sciences

Title: Relationship among light intensity, pigment compositions and photoinhibition in relation to rhodoxanthin accumulation in the gymnosperm Cryptomeria japonica

巻頁: J For Res 27 (4): 274-281

題名: スギ針葉におけるロドキサンチンの蓄積に関連する光強度、色素組成と光阻害の関係

著者: 片畑伸一郎,加藤万季,飯尾淳弘,向井譲

所属: 岐阜大学応用生物科学部

抄録: スギの針葉は晩秋から冬期にかけて緑色から赤褐色に変化する。この変化は、カロチノイドの一種であるロドキサンチンの蓄積によるものである。ロドキサンチンには過剰な光に対する防御機能があることは明らかにされているが、ロドキサンチンの蓄積に影響を及ぼす環境要因や生理要因については不明な点が多い。そこで本研究では、異なる光環境で生育するスギにおける光阻害の程度とロドキサンチンの蓄積との関係を解析した。その結果、光環境とクロロフィル当たりのロドキサンチン量の間に相関があった。また、ロドキサンチンの蓄積にはクロロフィルの減少が伴うことも明らかになった。さらに、光阻害の程度を示す光化学系II(PSII)における最大量子収率(Fv/Fm)、キサントフィルサイクルの脱エポキシ化率(キサントフィルサイクルのプールサイズに対するゼアキサンチンとアンテラキサンチンの割合)やb-カロチン量とロドキサンチン量との間に相関があった。以上の結果から、光阻害が生じる条件下においてロドキサンチンは蓄積され、その蓄積にはキサントフィルサイクルの脱エポキシ化率の上昇とクロロフィルの減少が関係していることが明らかになった。



種類: 原著論文/Silviculture and Plant Sciences

Title: Paclobutrazol alleviates seed germination and growth inhibition in Amorpha fruticosa under PEG-induced drought stress

巻頁: J For Res 27 (4): 282-288

題名: パクロブトラゾールはポリエチレングリコール誘導乾燥ストレス下においてイタチハギの発芽率低下と成長抑制を軽減する

著者: Wanjiao Li,Chao Zhang,Ji Wang,Xiaohong Dang,Xiaona Chen

所属: Inner Mongolia Agricultural University, China

抄録: An in-depth quantitative analysis of the relationships between plant functional and physiological characteristics in arid areas will help to explore the response of xerophytic shrubs in the desert. Therefore, it is necessary to study the vegetation in arid areas. Through artificial intervention, exploring whether the medicament (Paclobutrazol, Pbz) can improve the adaptation of plants to the arid environment. In this study, the Amorpha fruticosa seeds soaked by Pbz at various concentrated applications at 150, 300, 450, and 600 mg/L (T1, T2, T3, T4) and then to explore the optimum concentration of drought-stress resistance. The results showed that seed germination was increased by 35.2% (p < 0.05) after 450 mg/L (T3) Pbz immersion compared with the control. Under mild drought stress, the seedling growth height and leaf area were reduced by 28.8% and 54.3%, then the stem diameter and seedling weight were increased by 1.6 and 2.4 times, respectively. Pbz significantly increased POD activity, SOD activity, Chlt content and Ss content (p < 0.05). However, it significantly inhibited the MDA content (p < 0.05). The combined effect showed that Pbz solution significantly improved seed germination quality, while effectively alleviating drought stress on seedlings and delaying plant growth, with the best treatment of T3.



種類: 原著論文/Silviculture and Plant Sciences

Title: In vitro propagation and ex vitro rooting of Euonymus verrucosus Scop. (Celastraceae) – a rare species of Kazakhstan flora on the southern border of its areal

巻頁: J For Res 27 (4): 289-296

題名: カザフスタン植物相の南限に位置する希少種Euonymus verrucosusの試験管内増殖と試験管外発根

著者: Vitaliy Kirillov,Ashutosh Pathak,Tamara Stikhareva,Sezai Ercisli,Meirzhan Daulenova,Nurgul Kazangapova,Alimzhan Rakhimzhanov

所属: A.N. Bukeikhan Kazakh Research Institute of Forestry and Agroforestry, Kazakhstan

抄録: Euonymus verrucosus Scop. (Celastraceae) is a boreal European-Mediterranean-Asia Minor forest relict species and is listed in the Red Data Books of Kazakhstan and some regions of the Russian Federation. Thus, in the present study, in vitro regeneration of E. verrucosus utilizing young shoot explants was attempted for the first time. Initially, the young shoots (0.8–1.0 cm length) were placed in woody plant medium (WPM) and Murashige and Skoog’s (MS) medium fortified with different concentrations of cytokinins, such as 6-benzylaminopurine (BAP), kinetin (Kn) and thidiazuron (TDZ), to induce axillary buds. The optimum induction was 75.0 ± 2.9% and the apical growth was 3.74 ± 0.06 cm for young shoots after 4 weeks in WPM medium supplemented with BAP (1.0 mg L−1). Simultaneously, during the formation of axillary shoots, callus induction was observed at the nodal base. Subculturing this callus on fresh medium every 4 weeks generated total six adventitious shoots with 0.70 ± 0.02 cm length after 12 weeks in the presence of BAP (1.0 mg L−1). When the adventitious shoots were isolated and transferred again to WPM medium containing 2.0 mg L−1 Kn, 2.95 ± 0.16 shoots were formed with 51.2% regeneration frequency within 4 weeks. These microshoots were then rooted ex vitro and an optimum 73.3% rooting was achieved within 4 weeks in a substrate highbog peat with a 0.5 cm layer of vermiculite. This micropropagation protocol will be helpful for the conservation of the genetic resources and biodiversity for E. verrucosus.



種類: 原著論文/Silviculture and Plant Sciences

Title: Accurate paternal and maternal immigrant gene flow analysis over three mast years detects relative levels of gametic heterogeneity components in a natural population of Abies firma

巻頁: J For Res 27 (4): 297-307

題名: 正確な雌雄配偶子による移入遺伝子流動の解析によりモミ天然林内における配偶子レベルでの遺伝的異質性に関わる要素が明らかになる

著者: 岩泉正和,大谷雅人,矢野慶介,宮本尚子,那須仁弥,高橋誠,生方正俊

所属: 森林総合研究所林木育種センター九州育種場

抄録: 樹木集団の遺伝的多様性を効率的に保存する戦略を検討する上では,次世代を形づくる配偶子において,どういう要素での遺伝的異質性がより多様性の創出に重要なのかを評価する必要がある。本研究では,モミ天然集団内の3豊作年で収集した種子の遺伝子散布パターンと,雌雄それぞれの集団内および集団外由来の(移入)配偶子における遺伝的多様性と遺伝的違いについて解析した。集団内の成木集団331個体と,散布種子630粒からそれぞれ得た胚と雌性配偶体の計1,260組織サンプルを対象としてジェノタイピングを行い,得られた遺伝子型データに基づき正確な種子の雄親および雌親の特定解析を実施した。その結果,合計で53.7%の雄性配偶子と15.3%の雌性配偶子が集団外からの移入によるものであり,両配偶子による活発な遺伝子流動が起こっていることが示唆された。配偶子の遺伝的異質性をもたらすと考えられる3要素(移入,雌雄性,年次)の中では,移入配偶子と集団内由来の配偶子の間での遺伝的違いが最も大きかった(平均FST = 0.030)。雌雄の配偶子間での遺伝的違いが次いで大きく(同0.012),年次間での配偶子の遺伝的違いが最も小さかった(同0.006)。景観内の近隣集団由来と思われる多様な移入配偶子や,成木集団内の個体ごとの雄性繁殖と雌性繁殖のパターンの違いが,モミの散布種子ステージにおける遺伝的多様性の創出に対して大きく寄与していることが考えられた。



種類: 原著論文/Forest Health

Title: Spatial distribution of spore banks of ectomycorrhizal fungus, Rhizopogon togasawarius, at Pseudotsuga japonica forest boundaries

巻頁: J For Res 27 (4): 308-314

題名: トガサワラ林の境界における外生菌根菌トガサワラショウロの胞子バンクの空間分布

著者: 岡田経太,阿部寛史,松田陽介,奈良一秀

所属: 三重大学大学院生物資源学研究科

抄録: 外生菌根菌の胞子バンクは宿主となる樹種が存在しない場所で実生の定着を促進する可能性がある.トガサワラショウロ(Rhizopogon togasawarius)の胞子バンクは絶滅に瀕したトガサワラ(Pseudotsuga japonica)実生の初期定着段階において重要な役割を果たすが,本菌種の分散に関する生態はよく分かっていない.本研究の目的は,トガサワラ林の内外に広がるトガサワラショウロの胞子バンクの空間分布と分散距離を明らかにすることである.残存するトガサワラ林5林分とその周囲にあるアーバスキュラー菌根性の人工林で,ダグラスファー(P. menziesii)実生を使ったバイオアッセイによってトガサワラショウロの胞子バンクを調べた.トガサワラ林から人工林にわたる距離系列に沿って45~95個の表層土壌を採取した.各林分で,トガサワラ林の内部または林縁から50 m以内で採取された土壌の60~84%でトガサワラショウロの胞子バンクが検出された.トガサワラショウロの出現頻度は林縁からの距離が増加するのに伴って有意に減少した.さらに,トガサワラショウロは林縁から数百メートル離れた土壌からも検出された.これらのことは,トガサワラショウロが宿主の森林の外側へ胞子バンクを広げる分散能力を持つことを示唆している.



種類: 原著論文/Forest Health

Title: Characteristics of Lithocarpus edulis tree death caused by Japanese oak wilt

巻頁: J For Res 27 (4): 315-322

題名: ナラ枯れによるマテバシイの枯死の特徴

著者: 楠本大,久本洋子,村川功雄,升屋勇人

所属: 東京大学大学院農学生命科学研究科附属演習林千葉演習林

抄録: 千葉県の房総半島南部では,2017年に最初の枯死木が発見されて以降,ナラ枯れによる被害が広がり続けている.この地域では主にマテバシイが枯死しているが,カシノナガキクイムシ(以下,カシナガ)やその随伴菌Raffaelea quercivora(以下,ナラ菌)がマテバシイを枯死させるメカニズムはまだ明らかにされていない.そこで我々はカシナガの穿孔密度と,幹直径,材変色,萎凋症状の関係を調査した.穿孔密度が増加すると枯死木や衰弱木の発生が増えるが,マテバシイの穿孔密度は過去に報告されたミズナラやコナラの穿孔密度よりも低かった.カシナガの坑道は主に心材に分布し,ナラ菌による材変色は心材全体に広がり,さらに辺材内層に及んでいた.坑道が辺材の中ほどまで伸びている箇所では,材変色が放射方向に形成層近くまで広がることが多かった.枯死木や衰弱木では健全な辺材がある高さで狭くなり,それ以上の高さでは木部は壊死して濃く変色していた.このことから,葉や枝の枯死は特定の高さで起こった水分上昇の制限が原因だと示唆された.結論として,マテバシイは低い穿孔密度でも枯死し,カシナガやナラ菌の寄与が他のナラ・カシ類とは異なっていることが分かった.