Changes in water cycle and community structure in forests with invasion and eradication of an invasive tree: Examination of ecosystem sustainability

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K00648
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 畑 憲治 日本大学, 商学部, 准教授 (60468147)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: Novel ecosystem / 海洋島 / 侵略的外来種

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。
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する。
2019年8月から父島のトクサバモクマオウが優占する森林（以下モクマオウ林）と在来木本種が優占する森林（以下在来林）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。途中半年から1年の間隔で2022年1月まで測定を継続した。測定終了後に測定機材を含む設置物を2022年8月までにすべて回収し、原状回復に努めた。
回収したデータを用いて降雨量を考慮して表層土壌の体積含水率の時間的な変化パターンをモクマオウ林と在来林で比較した。その結果、降雨量が一定以下の連続した乾燥が継続したと考えられる期間においてモクマオウ林における表層土壌の体積含水率の最小値および初期値に対する最小値の割合は、在来林よりも有意に低かった。これは、モクマオウの優占は乾燥に伴う土壌からの水の消失を促進する可能性を示唆する。