屋久島における気候変動と森林系のレスポンス

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06304003
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 大沢 雅彦 千葉大学, 理学部, 教授 (80092477)
• 研究分担者: 高田 壮則 北海道東海大学, 助教授 (80206755) ; 寺島 一郎 筑波大学, 生物科学系, 助教授 (40211388) ; 甲山 隆司 北海道大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (60178233) ; 山本 啓司 鹿児島大学, 理学部, 助手 (60244224) ; 松本 淳 東京大学, 大学院・理学系研究所, 講師 (80165894)
• キーワード: 常緑葉の特性 / 表層地盤 / 台風撹乱 / 森林 / 樹冠形成 / 種子散布 / 植生の推移行列 / シュートモジュール

研究概要

屋久島の気候・地形環境とそこに成立する森林の構造と動態をさまざまなレベルで解析した。特に1993年の13号台風は屋久島の地形、森林などに大きな影響を及ぼした。本研究においてはこの台風の影響を一つの要因として解析した。屋久島では季節的な強風が8・9月に集中し、そのすべてが台風による。13号台風は屋久島では最大風速に較べて、最大瞬間風速が強く、いずれも史上1位であった。花崗岩を主体とする屋久島では地形が花崗岩のリニアメントに対応して形成され、花崗岩体の表層部分が積み木のように不安定な状態で乗っている。1993年の台風13号前後で比較すると、ほとんどは斜面表層のみの崩壊であった。最近では崩壊地は増加傾向にあるがそれが1977年以降いつからかは不明である。台風による強い影響にもかかわらず、3ヵ所の森林プロットでの死亡率は0.4-3.0%と低かった。個体はぼう芽再生能力を持ち、台風に対して耐性を持っていた。また、むしろ台風によって形成されたギャップが更新を促すと考えられた。森林の林冠部は多数のシュートモジュールの集合であるが、常緑広葉樹では樹冠の構造を担うモジュールが多様であり、また、それぞれのシュートモジュールの自律性にはヒエラルキーがあることが明らかになった。長期間な気候・地形環境を反映した森林の構造を尾根・斜面・谷の地形傾度で比較すると尾根ではリ-フサイズが大きい林冠木の成長が抑制され、本来は森林の下層を構成するような樹種の多種混交林となっていた。これら常緑樹の葉のサイズ、寿命をさまざまな立地や樹種で比較すると、尾根では小形葉林となっており、寿命が短い傾向にあった。また、花崗岩の乾燥しやすい立地では寿命が1、2年の葉が多く、堆積岩では3年と長い傾向が見られた。さらに、地滑りをともなうような大きな攪乱によって出現する裸地の遷移系列をそれ以外の放棄畑や空き地の遷移と比較したところギャップや林縁ではアブラギリが、アカメガシワとウラジロエノキは放棄耕作地から表土がない造成地まで広く出現した、カラスザンショウとヒサカキは表土がない造成地に特徴的であった。

研究成果

• [文献書誌] Ohsawa, M.: "Latitudinal comparison of altitudinal changes in forest structure. leaf type..and species richness in humid monsoon Asia" Vegetatio. 121. 3-10 (1995)
• [文献書誌] Ozaki, k. & Ohsawa, M.: "Successional change of forest pattern along topographical gradients in warm-temperate mixed forests in Mt Kiyosumi, central Japan" Ecological Research. 10. 223-234 (1995)
• [文献書誌] Yamamoto, H.: "Kinematics of mylonitic rocks along the Median Tectonic Line, Akaishi Range, central Japan" Journal of Structural Geology. 150. 843-856 (1994)
• [文献書誌] Bellingham, P. J., Kohyama, T. Aiba, S: "The effects of a typhoon on Japanese warm temperate rain forests." Ecological Research. (in press). (1996)
• [文献書誌] Aiba, S. & Kohyama, T.: "Tree species stratification in relation to allometry and demograohy in a warm-temperate rain forest" Journal of Ecology. (in press). (1996)
• [文献書誌] Kohyama, T. & Shigesada, N: "A size-distribution-based model of forest dynamics along a latitudinal environmental gradient" Vegetatio. 121. 117-126 (1995)
• [文献書誌] Kohyama, T. & Grubb, P. J.: "Below-and above ground allometry of shade-tolerant seedlings in a Japanese warm-temperate rain forest." Functional Ecology. 8. 229-236 (1994)
• [文献書誌] Kohyama, T.: "Size structure-based models of forest dynamics to interpret population-and community-level mechanisms" Journal of plant Research. 107. 107-116 (1994)
• [文献書誌] Terashima, I. & Hikosaka, K.: "Comparative ecophysiology of leaf and canopy photosynthesis" Plant, Cell and Environment. 18. 1111-1128 (1995)
• [文献書誌] Takada, T. & Hara, T.: "The relationship between the transition matrix model and the diffusion model" J. Math. Biol.32. 789-807 (1994)
• [文献書誌] Takada, T. & Nakashizuka, T.: "Density-dependent demography in a Japanese temperate" (in press).
• [文献書誌] 大沢雅彦ほか: "高地生物学(共著)植物の分布と高度 植物の生態と高度" 内田老鶴圃, 336 (1996)
• [文献書誌] 大沢雅彦ほか: "現代生態学の周辺(分担)湿潤東アジアの植生テンプレート" 東海大学出版会, 379 (1995)