| 研究課題/領域番号 |
18K05717
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
中村 誠宏 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (80545624)
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| 研究分担者 |
日浦 勉 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70250496)
西岡 正恵 (石原正恵) 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 准教授 (90594367)
揚妻 直樹 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (60285690)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 気候変動 / 非線形応答 / 暖温帯 / 生物多様性 / 生態系機能 |
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| 研究実績の概要 |
気候変動は温暖化と同時に、突発的な撹乱の頻度と規模を増加させると予測されている。本研究の目的は、１）台風撹乱と温暖化の複合効果が紀伊半島の暖帯林（照葉樹林）の群集構造と垂直的な階層（空間）構造にどの様な影響を与えるのか？２）その複合効果に対して生物多様性（樹木、昆虫）と生態系機能はどのような応答（線形、非線形）をするのか？を林分レベルで実験的に解明することである。
平成30年度は研究分担者が和歌山研究林に集まり、研究林内において土壌温暖化と林冠ギャップの2要因を操作する実験のためにブロック・デザインの方形区（6m x 6m）を選定した。優占樹種（シキミ、サカキ、ヒサカキ）は同じになるよう処理区間で揃えた。操作実験前の初期状態の評価として、樹木の群集構造を評価するために、全樹木個体を対象にした毎木調査を行なった。研究林の中で自立した発電プラントを立てるために、太陽光発電装置を利用する予定にしている。和歌山大学が海南市で実施した自然再生エネルギーを利用した実験が昨年度終了したため、その太陽光発電装置を再利用させてもらうために、その資材を古座川町にある和歌山研究林にまで運搬した。
土壌温暖化処理のための太陽光発電装置を設置するには、研究林内に自動車による大量の資材の運搬および重機による設置箇所の整備をする必要がある。しかしながら、2018年8月23日に襲来した台風20号の豪雨により、研究林内の多数の林道や軌道線の崩壊・資材類の流失が引き起こされた。このため自動車や重機を使った研究林敷地内への侵入ができない状態になった。以上のことから、予定していた土壌温暖化と林冠ギャップの処理を実施することができなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
上記でも説明したが、2018年8月23日に台風20号が和歌山県に接近して、研究林周辺の西川地区の観測所では1時間に100ミリ以上の猛烈な雨が降りつづいた。この豪雨が原因となって、研究林内の林道が30か所あまり崩落し、実習・調査用の資材や用具600点以上が河川の氾濫で流失した。さらに、研究林の庁舎から敷地内に至る唯一の道路、国道371号線の4箇所もこの豪雨により大きな被害を受けた。これら被害は研究林設立以来、最大規模のものであった。この台風の襲来直後、研究代表者は研究林内の被害状況の把握および復旧活動の働きかけなどの対応に追われた。
平成30年度は研究林内に土壌温暖化処理のための太陽光発電装置の設置ならびに人工的な林冠ギャップを作成するための倒木処理（引き倒すか伐採する）を実施することを当初予定していた。そのために、自動車による大量の資材の運搬および重機による設置箇所の整備をする必要がある。しかし、台風襲来以降、自動車や重機を使った研究林敷地内への侵入ができない状態となったため、これら処理を実施することは不可能となった。そのため、今年度は自然災害によって本研究の目的に対して、「やや遅れている」状況となった。
現状（2019年4月19日）として、国道371号線の被害を受けた4箇所の仮復旧が2月末までに完了して、研究林の入口までの国道は自動車や重機が通れる状態となった。しかし、研究林内の林道や施設の復旧工事は未だ実施されておらず、これから（平成31年度）開始される予定となっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究林内の林道や施設の復旧工事が進捗状況にもよるが、太陽光発電装置の設置候補地までの林道が復旧したならば、平成31年度には以下の項目を実施する。
平成30年度に十分に行うことのできなかった初期状態（樹木群集、階層構造、機能形質、シカ採食、昆虫群集）の調査を7月-8月にかけて選定した方形区（6m x 6m）において実施する。１）樹木の群集構造を評価するために、全樹木個体を対象に毎木調査をする。２）高木の一次生産はリタートラップから、幼木や低木は葉と当年枝の直接測定から評価する。３）森林の階層構造を評価するために、ドローン測量をする。４）生態系機能を評価するために、機能形質（葉形質：窒素、タンニン、フェノール、リグニン、LMA、CN比）を測定する。５）土壌分解機能を評価するために、レジンコア（イオン交換樹脂）により土壌の窒素無機化速度を測定する。６）林冠ギャップに集まるシカの採食圧を評価するために、シカ除去柵内外の幼木や低木のシカ食痕を調査する。７）植食性昆虫の群集を評価するために、各摂食機能群（咀嚼性昆虫、ゴール性、潜葉性、吸汁性）の種数、個体数、食害度を調査する。さらに、台風シーズン直後（10月）に太陽光発電と温度制御の装置を設置、そして農電ケーブルを埋めて土壌温暖化処理を開始する。また、人工的な林冠ギャップの処理をするために高木を引き倒すか、または伐採する。
一方、もし復旧工事が順調に進まなかった場合、土壌温暖化と林冠ギャップの処理を10月に実施することは難しくなる。しかし、その際にも一部開通した林道を利用して、少量づつ資材を設置候補地まで運び、できるだけ年度内には実験処理が完了するように進めることを予定している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2018年8月23日に襲来した台風20号の豪雨により、研究林内の多数の林道や軌道線の崩壊・資材類の流失が引き起こされ、自動車や重機を使った研究林敷地内への侵入ができない状態になった。そのため、土壌温暖化処理のための太陽光発電装置を設置および人工的な林冠ギャップを作成するための倒木処理ができなくなった。次年度使用が生じた主な理由は、この太陽光発電、温度制御装置、倒木処理の予算を次年度に回したことであり、次年度の助成金とともに計画的に使用する予定である。
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