メインテーマ
永久凍土林の葉寿命多様性と細根・土壌の深度分布（学振PD）
凍上現象と細根の力学特性（若手）
ツツジ科低木の葉と細根の生理生態
日本国内の天然林における細根深度分布と土壌特性（学術変革A）
分担・協力中のテーマ
永久凍土融解実験と温室効果ガス観測（学術変革A・基盤S、分担、代表：JAMSTEC 小林秀樹さん）
永久凍土林の樹幹メタン（海外連携、分担、代表：森林総研 野口享太郎さん）
イソツツジの系統地理（研究立案・研究協力、アラスカ大 Stefanie Ickert-Bondさん、Diana Wolfさん、Naoki Takebayashiさん）LINK
葉面の流体力学と光合成（研究協力、拓殖大 前田将輝さん）
葉の濡れと雨滴（研究協力、森林総研 才木真太郎さん）
葉内硝酸バリエーション（研究協力、信州大学 小田あゆみさん）
執筆中のみ
ハワイフトモモの葉トライコーム
「なぜ多様な植物が同所的に生育できるのか」という古典的な問いに地下部棲み分けの観点から解明を試みています。特に、細根の深度分布、菌根菌の種類、土壌の栄養の深度分布に着目し、国内外の森林（アラスカの永久凍土林、日本の様々な天然林）において土壌研究者からの協力を得ながら研究を進めています。
周北極域に広く生育する低木種Labrador tea (Rhododendoron subsect. Ledum; イソツツジ亜節)を対象に、「永久凍土環境において、優占度の高い低木種がどのように適応しているのか」を明らかにすることを目指し、生理生態学・系統地理学の両側面から研究を進めています。
アラスカ内陸部の不連続永久凍土帯では、近縁種のR. groenlandicumとR. tomentosumの分布域の重なっていますが、その生態学的地位の差異については明らかではありませんでした。永久凍土傾度（永久凍土無しの針広混交林～永久凍土上のクロトウヒ疎林）に沿って、これら２種優占度や葉形質を評価した結果、R. groenlandicumと比べ、資源要求性の低い葉（SLAが小さく窒素濃度が低い）を持つR. tomentosumの優占度が永久凍土環境において高く、永久凍土環境を介した棲み分けが示唆されました。また、いずれの種においても、永久凍土環境ほど資源要求性の低い葉を有していたことから、種内・種間変異の両面から、資源要求性の低い葉が永久凍土環境において適応的であることが示唆されました（Amada et al. 2024, Polar Biology）。
広範囲に生育するR. groenlandicumとR. tomentosum
北方林における永久凍土融解の影響を評価するために、土壌昇温システムを開発し、アラスカ内陸部のクロトウヒ林にて永久凍土融解実験を行っています（PI: 小林秀樹研究員, 海洋研究開発機構）。並行して、昇温による土壌CO2放出量の変化（北大低温研と共同開発の自動開閉チャンバー）や植物形質の応答をモニタリングしています。
ハワイの広範囲に生育する常緑樹木種ハワイフトモモ（Metrosideros polymorpha）の葉形質の適応的意義を評価しています。ハワイフトモモは、海岸沿い～森林限界、乾燥地～湿潤地、遷移初期～後期といった幅広い環境に生育しており、環境に応じた顕著な種内変異を有していることから、適応進化のモデル樹木として注目されています（ダーウィンフィンチ樹木ver.！）。
葉形質の中でも特に顕著な変異を示す葉の毛状突起（葉トライコーム）に注目し、その生態学的意義を多角的に評価し、少なくとも３つの機能：①拡散抵抗増大、②葉面濡れ促進、③被食防衛、が重要であることを明らかにしました。
葉の裏に顕著な葉トライコーム。湿潤環境では無毛個体が卓越する一方、乾燥高地では非常に密生した葉トライコーム（葉重の最大４０％）をもつ有毛個体が優占する。
①拡散抵抗増大及び葉温保持の機能 Diffusion resistance & leaf temperature
一般に「葉トライコームがあると葉表面に空気のよどみが生じ、物質の移動（拡散）が抑制され、気孔からの蒸散も抑制されるので、水ロスを抑えることができる」という説があります。
しかし、実際にその抑制程度を表す拡散抵抗を推定すると、葉トライコームの影響が非常に小さいことがわかりました。（Amada et al. 2017, Biotropica)
さらに、ガス交換よりも熱交換への影響が非常に大きく、葉温の上昇を介して、水分ロスを抑えるどころかむしろ促進してしまうことが示唆されました。一方、気温の低い高標高地であれば、光合成を促進する効果もあることが示唆されました。（Amada et al. 2023, Tree physiology）
トライコーム抵抗の割合（Amada et al. 2017）
葉トライコーム抵抗がガス交換に及ぼす影響のイメージ図（Amada et al. 2023）
②葉面濡れ促進機能 Leaf wetness & Foliar water uptake
葉面吸水促進効果を評価するために、葉トライコームによる葉面濡れへの影響、葉面吸水への影響、光合成への影響を評価しました。（under review）
③虫こぶ形成キジラミに対する被食防衛機能 Defense against gall-making psyllids
ハワイ生息するハワイキジラミ（Pariaconus spp., Percy 2017）は、ハワイフトモモのみを寄主しながら３６種以上に種分化しており、種毎に多様な形態の虫こぶを形成します。
本研究では、その内ハワイ島にてよく見られる３種の虫こぶ（３種のキジラミ）に注目し、大きい虫こぶによる水分ロス効果が大きいことを明らかにしました。また、これらの大きい虫こぶは葉毛量と負の相関があったことから、「被食防衛を介して水分ロスを抑えることで乾燥適応に貢献している」可能性が考えられました。（Amada et al. 2020, Annals of Botany）
３種のハワイキジラミが形成する虫こぶ（Amada et al. 2020）