2020 Fiscal Year Research-status Report
外来樹木の侵入と駆除に伴う森林の水循環と植物群集の変化：生態系の持続可能性の検討
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17K00648
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
畑 憲治 日本大学, 商学部, 准教授 (60468147)
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2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | novel ecosystem / 海洋島 / 侵略的外来種 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、人間活動に起因して改変・劣化された生態系の保全、復元、管理において「novel ecosystem」という概念が注目されつつある。この概念によって生態系の保全、復元、管理の目標を従来の生物多様性などではなく対象の生態系の機能に基づいて決定することで、より現実的な生態系の保全、復元、管理の提案が可能になることが期待される。しかしながら現段階では社会的な認知度も低く、野外データに基づく科学的な知見の蓄積が求められている。
本研究では、外来木本種の侵入とその駆除に伴う森林生態系の変化を、novel ecosystemの考え方に基づき、生態系内の水循環と植物群集の特性の組み合わせに着目して明らかにする。そのために、小笠原諸島において外来木本種トクサバモクマオウの優占の程度と駆除からの経過時間が異なる場所において、植物群集特性と水文環境特性の関係を比較、分類、序列化する。これらの結果に基づいて外来木本種の侵入と駆除に伴って森林の植物群集と水文環境がどのように変化するかを予測し、生態系の機能の持続性を重視した生態系の管理手法を提案する。
2019年8月から父島のトクサバモクマオウの優占の程度が異なる森林において土壌水分センサーとデータロガーを設置し、表層土壌の土壌含水率の継続測定を開始した。2021年2月に設置した水分センサーとデータロガーが正常に作動しているかをチェックし、故障した土壌水分センサー及びデータロガーを回収し、予備土壌水分センサー及びデータロガーと交換した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウィルスの蔓延のため、当初予定していた2020年8月の小笠原諸島父島への渡航ができなかった。そのため、当初半年おきに実施する予定であった土壌水分環境データの収集と土壌水分センサーとデータロガーのチェックおよびメンテナンスが1年間実施できなかった。その結果、2021年2月に調査した際に想定していた台数以上の土壌水分センサーとデータロガー故障が見られ、用意していた予備の土壌水分センサーとデータロガーでは故障した分全てを交換することができなかった。そのため、いくつかの地点で当初予定していた期間全てでデータを収集できなくなった。
しかしながら、それでもすでに20地点以上で1年以上にわたる1時間おきの土壌水分環境データが得られている。これは研究開始当初想定していたよりも反復数という点で若干信頼性が劣るものの予定していた統計解析には十分に耐えうるデータが収集できたと考えている。また既にデータ収集を終え、解析中である小笠原諸島西島におけるトクサバモクマオウ林における土壌水分環境データと比較することでデータの信頼性を確認することも可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在継続中の小笠原諸島父島における土壌水分環境の測定を2021年8月まで実施する。当初は2022年2月までの継続測定を予定していたが、新型コロナの蔓延状況次第で再年度の終了間際に小笠原諸島への渡航ができなくなるリスクを避けることを優先する。得られるデータが半年短くなるが、これまでに得られたデータを予備的に確認した限りでは、2021年8月までの約2年間のデータでも十分解析に耐えうると判断した。
得られた約2年間の土壌含水率の経時的な変化と降雨量および非降雨期間（降水量が一定以下の連続した時間）との関係を定量化する。次にこの関係が森林におけるトクサバモクマオウの優占度、他の樹種の優占度や種構成およびこれらの時間的な変化に依存しているかを検証する。以上の父島の結果と西島における結果を比較することで有人島と無人島における傾向を比較する。最終的にトクサバモクマオウの侵入と駆除に伴って森林群集の種構成と土壌水分環境がどのように変化したかを明らかにする。
これに基づいて生態系機能、特に森林生態系の水循環の観点から将来の持続可能性を評価し、そのために必要な具体的な管理手法などについて提案する。特に、地球温暖化に伴って予想される島嶼域の乾燥化が、自然生態系の水循環だけでなく生活用水などに生態系サービスにも影響を及ぼす可能性がある。このような人間も含めた生態系の持続可能性を検討し、具体的な提案をするために必要な基礎的な知見として本研究の成果がどのように生かせるのかを見据えて成果をまとめる。なお研究成果は、随時学会や学術論文とて発表する。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由：新型コロナウィルスの蔓延のため、当初予定していた2020年8月の小笠原諸島父島への渡航ができなかった。またその結果、当初の予定では220年8月の調査時に一定台数が故障すると想定して計上していた土壌水分センサーとデータロガーの修理依頼費用を使用する機会がなかった（2021年2月の調査終了後に修理が必要な台数を確認し、見積もりから修理の実行やそれに関する会計上の手続きを2020年度内に終了することは不可能であった）。
使用計画：2021年8月にこれまで継続していた土壌水分環境の継続調査を実施する。土壌水分センサー、データロガー及び調査杭や標識などの調査区設定のために使用した器材などを回収し、現地の森林の原状回復を実施する。この作業では研究代表者の渡航可能な期間に応じて必要であれば父島で野外調査経験者に調査補助を依頼する。また、新型コロナウィルスの蔓延状況次第で2021年8月に研究代表者が渡航できない場合は、上記の野外調査経験者にすべての調査器材の回収及び原状回復を依頼する。また、2021年2月に回収した故障した土壌水分センサー及びデータロガーに加えて2021年8月に調査終了時における故障した土壌水分センサー及びデータロガーの修理をを依頼する。
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