Functions as ecosystem engineers of wild animals on natural revegetation of native grassland landslides by natural disasters

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K06381
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 岡本 智伸 東海大学, 農学部, 教授 (70248607)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 樫村 敦 東海大学, 農学部, 講師 (10587992)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 半自然草原 / 斜面崩壊 / 植生遷移 / 野生動物 / 生態系エンジニア / 生物多様性 / 種子散布 / 自然災害

Outline of Annual Research Achievements

斜面崩壊した阿蘇地域の野草地（半自然草原）において，植生が自然回復する遷移過程での生物および非生物的環境要因について定点調査を実施した。深度60 cm～80 cmの黒色土層内で崩壊した斜面（浅表層崩壊区）および深度150 cm～200 cmの黒色土層とその下層の褐色土層との境界付近で崩壊した斜面（深表層崩壊区）を調査区として設定した。両区間において，植物種組成，植物地下部現存量，哺乳類の出没頻度，土壌，光環境などについて比較調査した。
崩壊後8年目の植生における遷移度は，浅表層崩壊区では非崩壊植生との間に有意差は認められなかったが，深表層崩壊区では非崩壊植生の54％と低く，遷移度を植生回復の指標と考えた場合，崩壊深度により回復度合に差が認められた。植物地下部現存量は浅表層崩壊区では非崩壊植生の58％，深表層崩壊区では同じく11％と両崩壊区ともに非崩壊植生より有意に少なく，植物地下バイオマスの発達程度からも，崩壊深度による植生回復の差が見られた。植生の種子散布器官型組成について，浅表層崩壊区では非崩壊植生との間に差がなかった。しかしながら，深表層崩壊区ではその組成に非崩壊面との間で有意な差が認められ，特に種子が風などで散布されるタイプの植物優占割合が高く，種子が重力で植物体直下に散布されるタイプや種子が動物によって散布されるタイプの植物優占割合は低い傾向にあった。
崩壊面に出没する哺乳類としては，シカ，イノシシ，ノウサギ，テン，キツネの５種のが自動撮影法により確認された。これらの種の撮影頻度指数は崩壊後から経年的に高まる傾向が認められた。その内，撮影頻度指数が最も高い種がシカで，続いてノウサギ，イノシシの順であった。両区を比較した場合，浅表層崩壊区の方が野生動物の出没頻度が高い傾向にあった。試験区で採取された獣糞中に多く含まれていた種子は，タデ科やヒユ科植物の種子であった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

阿蘇地域の野草地では，歴史的に豪雨などによる斜面崩壊に伴いパッチ状に植生が失われることが繰り返されており，これが草地植生の質や生物相の多様性に影響していることも考えられる。本研究では植生が自然回復していく遷移過程での，生態系機能群内の反応の多様性に着目する。
今年度は，試験地として崩壊土層深度の異なる斜面崩壊地を設定し，植物種組成，植物地下器官の発達，土壌の理化学性，群落内の光環境，野生動物による種子散布などを調査した。研究初年度として計画した，試験地設定および調査項目についてほとんど遂行することができた。また調査項目の相互の関連性についても解析に着手することができた。
以上の様に，今年度に計画した研究内容はほぼ遂行し，次年度以降の研究計画につなげるための基盤が構築できたと判断した。しかし，コロナ禍の影響もあり，特に年度前半の調査研究が計画より遅延し，結果に関する取りまとめの時間が十分に確保できず，当初予定していた学会発表を実施できなかった。この点からやや遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

本研究は「①基盤項目」「②発展項目」「③統合項目」の3つから構成される。「①基盤項目」では，野草地植生の自然回復における定点での遷移の長期動態を解析し，「②発展項目」では，野生動物による物理環境の改変状況とそれに伴う生育植物の反応を解析する。
これら二つの研究項目において，植生の回復過程の把握とそこに影響する要因を明らかにすると同時に，野草地生態系における生物多様性の維持に対する斜面崩壊の位置付けを考究する。
「①基盤項目」においては，斜面崩壊時から連続して定点調査しているフィールドを利用し，植物種組成，植物地下器官の発達，土壌の理化学性，群落内の光環境，野生動物による種子散布などを継続的に調査する。そしてこれらの時空間的な蓄積データを用い，要因間の相互関係を多変量解析などにより解釈することで，植生遷移の動態を深く理解する。
一方で，斜面崩壊によるギャップ形成が多様な植物種に繁栄の機会を供与している可能性も考えられる。そこで「②発展項目」においては，この考えを基軸に，出没する野生動物による踏みつけや掘り返しから生じる土壌環境の改変，食草による群落内への光透過性の改変，植物種毎の採食圧などの空間分布を調査しデータを蓄積する。
最後に「③統合項目」として，これらが及ぼす植生回復や植物種組成への影響を空間軸と時間軸に従い統合的に解析する。最終的には，これらの知見を用いて，畜産資源として重要な野草地が被災後にどのようなプロセスで自然回復していくのかを解明し，低投入で持続的に資源供給が得られる野草地の適正な管理技術についての知見を得る。また，度重なる豪雨や今回の地震により被害を受けた阿蘇地域における野草地植生の回復動態を予測することにも応用する。

Causes of Carryover

次年度においては，今年度と同様の研究計画の継続に加え，新規の研究計画も加わる。次年度の交付額は申請額よりも少ないため，研究計画の遂行のために不足すること予測された。このため，今年度の予算執行を熟考しながら進めると同時に，学会等の情報収集に計上していた出張経費がオンライン開催により削減できたため，これも合わせて次年度に使用できる予算を計画的に繰り越した。
次年度使用額は，研究遂行に必要な観測装置，試薬，器具，データ記録媒体などの消耗品購入などにおいて不足する金額に充当して使用する計画である。