Evaluation of the effects of long-term removal of understory on forest ecosystem

点击翻译按钮获取中文摘要

九州大学北海道演習林に設定された下層植生除去試験地において，地上部生産量，土壌特性，土壌動物層の調査を行い，下層植生の除去が森林生態系機能に及ぼす影響を明らかにした。下層植生除去によりカラマツの成長量は減少したが，ミズナラは変化が見られなかったリターフォール量はミズナラ林，カラマツ林ともに下層除去区で減少した。下層除去によりA0層の蓄積量は減少し，鉱質土壌は両林分で容積重，土壌硬度が増加し，重量含水率が減少した。いずれの変化もカラマツ林で大きかった。下層植生の地上部構造の消失によるA0層および土壌表面の流亡や地下茎の消失による土壌構造の圧縮等がこれらの原因と考えられた。カラマツ林ではA0層の窒素濃度の増加，ミズナラ林では土壌表層の窒素濃度の減少が見られた。ミズナラ林では生葉およびリターフォール中の窒素濃度が低下し，下層除去による環境の変化に対し窒素利用効率が増加したと考えられた。これらの結果がミズナラ林の土壌表層の窒素濃度の減少につながったと考えられる。一方，カラマツ林では窒素濃度の変化はないが，葉面積あたりの葉重が増加し，乾燥への対応と考えられた。中型土壌動物は，下層除去により種数，アバンダンスとも減少し，その変化はカラマツ林で大きかった。群集構造も，カラマツ林では変化が大きく，機能群，分類群ともに多様性を大きく失った。大型土壌動物も同様の結果がみられ，中型土壌動物層の変化との対応も確認された。ティーバッグを用いた分解実験（Tea Bag Index, TBI）の結果，下層除去は有機物分解速度を低下させたことが示された。その低下はカラマツ林で大きかった。下層除去は様々な生態系機能に影響することが示され，その影響はミズナラ二次林よりもカラマツ人工林で大きかった。人工林化による生態系の改変は下層消失という変化に対する脆弱性を増大させる可能性が示唆された。