熱帯季節林のパラドックスの解明：気候変動は同生態系の存続に影響を及ぼすか？

 

1.共同研究機関

2.研究期間

2019～2023年度 JSPS科研費

3.責任者

飯田 真一（北海道支所）

4.研究の背景

数カ月にも渡って雨が降らない乾季がみられる熱帯に成立している森林は熱帯季節林と呼ばれています。乾季には土壌が乾燥して落葉樹は葉を落とすのですが、不思議なことに雨季になる前、まだ土壌が乾燥している内に葉を出すこと（展葉）が知られています。葉を出しても樹木が根から吸収できる水は依然として少なく、根からの吸水のしやすさを考えるとこの早い展葉は矛盾した現象のように考えられるため、「熱帯季節林のパラドックス」と呼ばれています。では、樹木は一体どこの水を利用しているのでしょうか。これを解明することが、熱帯季節林を保全して持続的利用を進めるために必要となっています。

5.研究の目的

この研究課題では、カンボジアの熱帯季節落葉林を対象として、乾季の乾燥した土壌のどの部分から樹木の根系が吸水しているのかを明らかにすることを目的としています。

6.研究内容

水が根から吸収され、幹や枝まで運ばれる間に、水の安定同位体比が変化しないことを利用して、樹木が土壌のどこから水を吸収しているのかを明らかにします。そのために、土壌断面の異なる深さから採取した土壌の中に含まれる水を抽出します。また、森林内にある井戸から地下水を採取します。同時に、森林内の樹木の枝を切り取り、それに含まれる水を抽出します。これらの採取した水に含まれる安定同位体比を分析し、比較することによって、枝に含まれている水が土壌のどの部分で吸収されたものであるかを特定します。

7.得られた研究成果

近年の気候変動の影響によって、カンボジアが位置するインドシナ半島付近では雨量が極端に少ない年が見られるようになってきています。このため、熱帯季節林はより過酷な乾燥状態で葉を出して、生き残ることができるのか懸念されます。本研究において、熱帯季節林では深度1m以深から吸水する落葉樹もあることが分かりました。それでも、極端な乾燥時には、蒸散量は減少することが明らかとなりました。

8.研究成果の利活用

ここで得られた知見は、極端化する気象・気候下において熱帯季節林が劣化する可能性を示唆するものです。カンボジアにおける熱帯季節林の保全策の検討に役立つとともに、この地域を含む水循環の将来予測の高精度化に貢献します。

 

熱帯季節林の雨季の林冠	乾季の熱帯季節林
土と根の観察

9.研究論文

Shin'ichi Iida, Takanori Shimizu, Koji Tamai, Naoki Kabeya, Akira Shimizu, Eriko Ito, Yasuhiro Ohnuki, Sophal Chann, Nang Keth (2016): Interrelationships among dry season leaf fall, leaf flush, and transpiration: insights from sap flux measurements in a tropical dry deciduous forest. Ecohydrology. 9, 472-486.

Shin'ichi Iida, Takanori Shimizu, Yoshinori Shinohara, Shin'ichi Takeuchi, Tomo'omi Kumagai (2020): The necessity of sensor calibration for the precise measurement of water fluxes in forest ecosystems. In: Delphis F. Levia, Darryl E. Carlyle-Moses, Shin'ichi Iida, Beate Michalzik, Kazuki Nanko, Alexander Tischer (Eds.), Forest-Water Interactions. Ecological Studies Series, No.240, Springer Nature, Cham, Switzerland AG, 29-54.

Shin'ichi Iida, Takanori Shimizu, Koji Tamai, Naoki Kabeya, Akira Shimizu, Eriko Ito, Yasuhiro Ohnuki, Sophal Chann, Delphis F. Levia (2020): Evapotranspiration from the understory of a tropical dry deciduous forest in Cambodia. Agricultural and Forest Meteorology, 295, 108170. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2020.108170

飯田真一・清水貴範・玉井幸治・壁谷直記・清水 晃・荒木 誠・大貫靖浩・伊藤江利子・田中憲蔵・鳥山淳平・久保田多余子・山中 勤・Sophal Chann・Delphis F. Levia (2022)：カンボジア熱帯季節林地帯の落葉林における蒸発散過程：上層木および下層植生による水循環への寄与の解明に向けて. 日本水文科学会誌, 52, 65-72.