着葉分布の不均一性の評価:林冠構造の複雑さは森林のガス代謝にどの程度影響するか?

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15580129
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 水永 博己 鹿児島大学, 農学部, 助教授 (20291552)
• Keywords: 葉分布 / クラスター / 受光効率

Research Abstract

林冠内の葉の分布状態は森林の生産力やガス代謝機能を評価するための重要な要素である.葉は樹冠レベルでも林冠レベルでもきわめて不均一に分布しており,葉が集中的に分布するクラスター構造の形成は林冠構造をより複雑なものにしている.しかしながら,測定の難しさから葉の三次元分布に関する研究は国内外ともに少なく,とくにクラスター構造に結び付けた葉分布の定量的解析はなされていない.このため、現実に近い林冠構造をモデル内に再構築できず、森林のガス代謝を評価するモデルでは,着葉分布の不均一さを無視して組み立てられる場合が多い.本研究では1)量葉分布の不均一さを定量的に評価し,樹種間,発達ステージ間,林分タイプ間での違いを知ることと、2)森林の炭素代謝機能を考える場合,着葉分布はどこまで単純化できるのかを明らかにすることにねらいを絞って研究中である.
本年度はブナ林と照葉樹林を対象に研究を行った。
新潟県苗場山ブナ二次林において、9m×5.6m×高さ21mの森林空間を0.25m×0.25m×0.2mの立体セルに区切り、それぞれのセルの葉面積密度を測定した。また林冠内を表面からの深さによって4層に分け、それぞれの層から4-7本のシュートを採取し、シュートの受光効率SPAR(φ)を測定した。ほとんどの葉は林冠表面から3m以内の深さまでに分布した。着葉層内では葉面積密度が高いセルが小さな集中班を形成しながら、分布する傾向が見られた。SPAR(φ)は林冠表層ほど小さく、シュートごとのクラスター化が上層ほど激しいことを示した。
照葉樹林の林冠構成種であるスダジイとタブノキについて同様の手法を用いて、葉面積密度の分布を測定した。この結果両樹種ともセルサイズの隙間で区切られるクラスターは多くないが、葉面積密度のピークから推定される小クラスターが認識され、この小クラスターは両樹種の枝葉特性を反映してスダジイが圧縮型の着葉分布を示した。