落葉広葉樹林生態系における種多様性-生産性仮説の検証

测试落叶森林生态系统的物种多样性-生产力假说

基本信息

批准号：
12740418
负责人：
日浦勉
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では草本群集で実験的に検証されてきた、多様性が高い群集ほど生産性が高いという仮説を落葉広葉樹林群集において検証した。森林群集は室内実験がほぼ不可能なことと、自然条件では多様性以外の条件が一定である場所が極端に限られるため、多様性と生産性の関係を明らかにすることが非常に困難である。しかし本研究が対象とする苫小牧演習林の二次林は自然条件下にありながら、気候や土壌などの環境条件や遷移段階など履歴が一定であり、対立仮説の検証が可能な条件が満たされる極めて稀な条件にあると言える。この苫小牧演習林の二次林にそれぞれ0.2ha程度の調査区を38箇所設定し、これらの林分で8年間の生産量の算出、キャノピーアナライザによる葉群構造の測定、土壌中の栄養塩の測定を行った。また各林分に計190個の1m^2のサブコドラートを設け、すべての林床植物を刈り取り種毎に乾重量を測定した。2001年度は多変量解析(DCCA)を適用して、大規模攪乱跡地に成立した温帯二次林の植物種(高木種と林床植物)の組成を解析した。稀な種を解析から除外した場合でさえ、DCCAは高木種の優占度と環境要因の間に曖昧な関係しか示さなかった。林床植物の最優占種の場合は、林冠種の種数と対応すると考えられる一軸のスコアが減少した。この結果は、高木種のフェノロジーの違いや葉の質の違いを通して、高木種の組成が優占林床植物の生活史に影響を与えていることを示していると考えられた。攪乱が大規模に起こった場合の森林の発達途上では競争-侵入が重要なプロセスであり、景観スケールでの種の組成はローカルな種プールにより決定されているだろうことをこの研究は示している。

在这项研究中，我们检验了以下假设：在草本社区进行了实验测试的更多样化的社区是它们的生产力更高。由于森林社区中的室内实验几乎是不可能的，并且由于自然状况在多样性恒定的情况下极为有限，因此很难阐明多样性与生产率之间的关系。然而，尽管这是本研究的主题的Tomakomai运动森林的二级森林是在自然条件下的，但它们的历史是恒定的，例如环境条件，例如气候和土壤以及过渡阶段，并且可以说是极为罕见的条件，在哪些条件下，可以验证允许替代假设的验证。 38个调查区域在该Tomakomai训练林的二级森林中建立了约0.2公顷，并在八年的时间内计算了这些林分的生产量，使用冠层分析仪测量了叶子结构，并测量了土壤中的养分。此外，每个架子中总共提供了190 1m^2的亚码头，并切割了所有森林地板植物，并为每个物种测量了干重。在2001年，应用多变量分析（DCCA）来分析在大规模干扰部位建立的温带次要森林中植物物种（高树种和森林地板植物）的组成。即使将稀有物种排除在分析之外，DCCA也仅显示出高树种的主导与环境因素之间的模棱两可的关系。对于最主要的森林地板植物物种，认为与冠层物种数量相对应的单轴分数被减少。人们认为这一结果表明，高树种的组成对高大树种的物候和叶片质量的差异对占主导地位的森林地板植物的生活历史产生了影响。这项研究表明，当大规模发生干扰时，竞争侵入是森林发展的关键过程，景观量表的物种组成将由当地物种池确定。