共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 北方林の更新維持機構の生態学的・遺伝学的解析
新規・継続の別 継続（平成17年度から）
研究代表者／所属 群馬大学
研究代表者／職名 教授
研究代表者／氏名 西村尚之

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 鳥丸　猛 弘前大農学生命 助教

2

 星野　大介 森林総研 主任研究員

3

 原　登志彦 北大低温研

4

 隅田明洋 北大低温研

5

 小野清美 北大低温研

研究目的 北方圏の環境変動に対する北方林の役割を科学的に解明するために，北方林の更新維持機構を生態学的，また，そのベースとなる現象を遺伝学的に明らかにする．共同研究に供される低温研の実験地である大雪山・層雲峡付近（東大雪）の老齢林分内の固定試験地では，これまで群馬大学・名古屋大学等と北海道大学低温科学研究所との共同により森林モニタリング調査・樹木群集動態解析が行われている．当該年度においては，その長期モニタリングデータから得られる北方林主要構成樹種の成長や死亡などの個体群動態のパラメータを使用して，北方林の樹種共存モデルを構築し，樹種共存条件について検討することを目的とした．
　　
研究内容・成果 亜寒帯林（北方林）の更新動態と樹種共存メカニズムの解明に必要となるデータを得るために，北海道東大雪層雲峡付近に成立する北方常緑針葉樹林（優占樹種：トドマツ，エゾマツ，アカエゾマツ，ダケカンバ）に設置した面積2ha(100×200m) 調査区で2000年，2004年と2008年の計3回，樹高≧0.3mのすべての幹の毎木調査を行い，これまでの本課題研究の成果ではトドマツ，エゾマツ，アカエゾマツの主要3樹種の個体群動態や競争関係を明らかにした．例えば，エゾマツ，アカエゾマツは最大サイズでトドマツに勝り，林冠層ではトドマツはそれらトウヒ属から一方向的競争の影響を受けているが，稚樹クラスでは個体加入率が高いトドマツの幹数がトウヒ属に勝り，トドマツの空間分布と関連した個体位置を示すエゾマツは，トドマツから一方向的競争効果を受けていることが明らかとなっている．また，トドマツは平均的には閉鎖林冠下よりギャップで有意に成長が良い傾向があったが、エゾマツとアカエゾマツはサイズの違いによりギャップと閉鎖林冠下での成長反応が異なり，これらの樹種の成長にはギャップとサイズの相互依存性が推測された。そこで，該当年度はこれらのデータから得られた成長や死亡などの個体群動態のパラメータについて胸高直径サイズとの関係から解析を行った．エゾマツ，アカエゾマツ，トドマツの3樹種の調査開始時の胸高直径サイズと8年間の各サイズの平均肥大成長量との関係を調べると，トウヒ属2種のどちらも胸高直径10cm未満では，直径サイズが大きくなるにつれて，平均肥大成長量が指数関数的に減少する傾向にあり，それ以上のサイズでは平均肥大成長量に大きな違いは見られなかった．一方，モミ属のトドマツは，最大サイズまで胸高直径が増加するにつれて，徐々に平均成長量が低下する傾向が見られた．この傾向は各サイズの肥大成長量の分散でも同様であった．また，各サイズの平均肥大成長量とその分散との関係は，エゾマツでは一次増加直線に近似され，トドマツとアカエゾマツでは上に凸の二次曲線に近似されたことから，これら2種は一方向的競争の効果を受けていることが推測された．加えて，各樹種の年死亡率のサイズ依存性を調べたところ，トドマツは胸高直径サイズが大きくなるにつれて，死亡率が高くなり，逆に，エゾマツではサイズにつれて年死亡率が小さくなる傾向があった．アカエゾマツでは小サイズと大サイズで年死亡率が高くなるU字型のパターンを示した．各樹種の新規加入率は周囲の胸高断面積合計が増加するに伴い指数関数的に減少する傾向があった．最後にサイズ分布動態を記述する拡散方程式モデルに以上の個体群動態パラメータを代入して，数値解析を行った結果，北方林の樹種共存モデルを構築することが可能であることが示され，このモデルを使用して樹種共存条件が検討できることが明らかとなった．
　　
成果となる論文・学会発表等