屋久島における気候変動と森林系のレスポンス

1995 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 06304003
• 研究種目: 総合研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生態
• 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, 理学系研究科, 講師 (80165894) ; NIIYAMA Kaoru Kyushu Branch, Forestry and Forest Products Research Institute ; EGUCHI Takashi Faculty of Arts, Kochi University (30263966) ; TAKENAKA Akio National Institute of Environmental Studies (00188202)
• 研究期間 (年度): 1994 – 1995
• キーワード: 森林 / 樹冠形成 / シュートモジュール / 常緑葉の特性 / 表層地盤 / 推移行列 / 台風攪乱 / 種子散布

研究概要

屋久島の森林を単葉、シュート、樹冠、林分、景観などさまざまなレベルでとらえ、その構造と動的過程を、気候、地形環境との関連で明らかにし、地球変化と森林生態系の応答をヒエラルキー的に解析した。1993年の13号台風の影響を一つの要因として、森林がスケールの異なる環境要因に対してどのような対応を示すのかを明らかにした。過去のデータによると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、最大瞬間風速が強かったが、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、花崗岩の表層部分が積み木のように不安定な状態で乗っており強風型の台風によって斜面表層の崩壊が起きた。最近、崩壊地は増加傾向にあるがそれが1977年以降いつからはじまったかは不明であり、今後の解析が待たれる。台風による強い影響にもかかわらず、3カ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。長期的な気候・地形環境を反映した森林の構造を尾根-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が林冠に達した多種混交林となっていた。これら常緑樹の葉のサイズ、寿命を異なる立地や樹種で比較すると、堆積岩でよく発達した森林では葉のサイズが最も大きく、寿命も長く、次いで花崗岩の乾燥しやすい尾根では葉は小さくなり、寿命も短くなった、さらに標高が高い立地では葉は最小で、寿命も最短であり、葉の特性は指標性を有する。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、ギャップや林縁ではアブラギリが、表土がない造成地ではカラスザンショウとヒサカキが特徴的で、アカメガシワとウラジロエノキはとくに選択性はみられなかった。攪乱の規模によってその後の回復過程が異なる。

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 Asia" Vegetatio. 121. 3-10 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ohsawa, M.: "The montane cloud forest and its gradational changes in southeast Asia" Ecological Studies (Tropical Montane Cloud Forest). 110. 254-265 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Aiba, S. & Kohyama, T.: "Tree species stratification in relation to allometry and demography in a warm-temperate rain forest" Journal of Ecology. (in press). (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Terashima, I. & Hikosaka K.: "Comparative ecophysiology of leaf and canopy photosynthesis" Plant, Cell and Environment. 18. 1111-1128 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takada, T. & Hara, T.: "The relationship between the transition matrix model and the diffusion model" Journal of Mathematical Biology. 32. 789-807 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 大沢雅彦(共著): "高地生物学(植物の分布と高度 植物の生態と高度)" 内田老鶴圃, 336 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 大沢雅彦(分担): "現代生態学の周辺(湿潤アジアの重直分布帯と植生テンプレート)" 東海大学出版会, 379 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ohsawa, M.: "The montane cloud forest and its gradational changes in southeast Asia. In Hamilton, L.S.et al eds. Tropical Montane Cloud Forests." Ecological Studies, Springer Verlag.110. 254-265 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Oazaki, K.& Ohsawa, M.: "Successional changes of forest pattern along topographical gradients in warm-temperate mixed forests in Mt.Kiyosumi, central Japan" Ecological Research. 10. 223-234 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Billore, S.K., Ohsawa, M., Numata, M., & Okano, S.: "Microbial biomass nitrogen pool in soils from a warm-temperate grassland, and from deciduous and evergreen forests in Chiba, central Japan." Biol Fertil Soils. 19. 124-128 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sakai, A., Ohsawa, T., & Ohsawa, M.: "Adaptive significance of sprouting of Euptelea polyandra, a deciduous tree growing on steep slopes with shallow soil." Journal of Plant Research. 108. 377-386 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ohtsuka, T.& Ohsawa, M.: "Accumulation of buried seeds and establishment of ruderal therophytic communities in disturbed habitat, central Japan." Vegetatio. 110. 83-96 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sakai, A.& Ohsawa, M.: "Topographical pattern of vegetation on a river basin in a warm-temperate hilly region, central Japan" Ecological Research. 9. 269-280 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Bellingham, P.J., Kohyama, T.& Aiba, S.: "The effect of a typhoon on Japanese warm temperate rain forests." Ecological Research. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aiba, S.& Kohyama, T.: "Tree species stratification in relation to allometry and demography in a warm-temperate rain forest." Journal of Ecology. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [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)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Turner, I.M., Gong, W.K., Ong, J.E., Bujang, J.S.& Kohyama, T.: "The architecture and allometry of mangrove saplings." Functional Ecology. 9. 205-212 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [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)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [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)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [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)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Terashima, I.& Hikosaka K.: "Comparative ecophysiology of leaf and canopy photosynthesis." Plant, Cell and Environment. 18. 1111-1128 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takada, T.& Hara, T.: "The relationship between the transition matrix model and the diffusion model." Journal of Mathematical Biology. 32. 789-807 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takada, T.: "Evolution of semelparous and iteroparous perennial plants : comparison between the density-independent and density dependent dynamics." Journal of Theoretical Biology. 173. 51-60 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より