熱帯林の二次林化が落葉分解過程に与える影響：機能形質と環境要因の気候依存性

 

1.共同研究機関

カセサート大学

2.研究期間

2014～2016年度 JSPS科研費

3.責任者

黒川 紘子（森林植生研究領域）

4.研究の背景

東南アジアでは、残存する森林の半分以上が土地利用による森林劣化に伴い既に二次林化しており、森林の生態系機能を評価する上でその影響の解明は欠かせません。落葉分解過程は森林生態系の重要なプロセスの一つであり、群集の機能形質構造や物理環境に強く影響されます。東南アジア熱帯林の生態系機能の広域評価には、湿潤—乾燥という気候傾度に加え、森林劣化による群集の形質構造と物理環境の変化が落葉分解に影響するメカニズムの包括的な解明が必要です。

5.研究の目的

本研究課題では、湿潤—乾燥という気候傾度に沿ったタイの4つのタイプの森林群集を対象に、1）湿潤熱帯林では二次林化に伴う光獲得競争の激化に応答し、成長速度が速く分解しやすい落葉を生産する種が増えるため、落葉分解は促進される、2）乾燥熱帯林では二次林化に伴う乾燥ストレスの増加に応答し、乾燥耐性が高く分解にしにくい落葉を生産する種が増えるため、落葉分解は抑制される、という2つの仮説を二次林化に伴う物理環境変化の影響も考慮して検証します。

6.研究内容

本研究課題では、乾期が不明瞭な湿潤熱帯林から、乾期が明瞭な乾燥熱帯林を含む東南アジア熱帯の湿潤—乾燥傾度に沿って、タイ半島部カオチョン（湿潤常緑林）、タイ東部トラット（乾燥常緑林）、タイ中部サケラート（乾燥常緑林、乾燥落葉林）、タイ西部メクロン（乾燥混交林、乾燥落葉林）の4カ所を対象に、以下の調査・解析を実施しました。

上記の1）と2）を合わせ、湿潤−乾燥傾度を考慮して解析することで、二次林化が樹木群集の形質構造と物理環境の双方の変化を介して落葉分解に与える影響の気候依存性を解明します。

7.得られた研究成果

地温や土壌水分含量など、落葉分解を強く規定する物理環境は森林劣化に伴い大きく変化し、その変化は森林タイプによって異なっていました。また、樹木群集の形質構造に影響する土壌無機窒素濃度は森林タイプ間で大きく異なりましたが、原生林と二次林では変わりませんでした。さらに、生産に関わる形質（LMA,窒素濃度）は、どの森林タイプでも二次林でLMAが低く窒素の多い葉を持つ種が増えていました。一方、水利用効率、落葉分解に関わる形質（13C,リグニン濃度）の群集平均値は森林タイプ間で大きく異なりましたが、原生林と二次林では変わりませんでした。さらに、落葉分解速度は森林タイプ間で大きく異なり、落葉分解を抑制するリグニン濃度の高い種が多くいる乾燥混交林、湿潤常緑林での落葉分解速度が速いことがわかりました。これは、これらの森林で土壌水分含量が高いことに影響されていると考えられました。一方、どの森林タイプでも原生林と二次林では分解速度に違いはありませんでした。

8.研究成果の利活用

これらの成果は、熱帯地域の生態系機能（生産、落葉分解）における森林劣化の影響の広域評価・予測精度の向上に寄与すると考えられます。

9.研究論文

KACHINA Panida, KUROKAWA Hiroko, AIBA Masahiro, ASANOK Lamthai, MAROD Dokrak, NAKASHIZUKA Tohru (2016) Changes in functional composition along forest degradation in different types of tropical forests in Thailand.日本生態学会大会講演要旨、63:E1-11.

KUROKAWA Hiroko, AIBA Masahiro, ONODA Yusuke, HYODO Fujio, KACHINA Panida, ICHIE Tomoaki, NAKASHIZUKA Tohru (2017) Variations in plant functional traits of Asian woody species. 日本生態学会大会講演要旨集、64:P2-K-327.

KACHINA Panida, KUROKAWA Hiroko, AIBA Masahiro, UEDA Miki, ASANOK Lamthai, MAROD Dokrak, THINKAMPHEANG Sathid, NAKASHIZUKA Tohru (2017) Impacts of human-induced changes on litter production and decomposition in tropical forests along a drought gradient. 日本生態学会大会講演要旨集、64:L01-10.

上田実希、KACHINA Panida、MAROD Dokrak、中静透、黒川紘子 (2017) タイの4タイプの二次林における土壌窒素無機化機能の回復. 日本生態学会大会講演要旨集、64:P2-H-272.

UEDA Miki, KACHINA Panida, MAROD Dokrak, NAKASHIZUKA Tohru, KUROKAWA Hiroko (2017) Soil properties and gross nitrogen dynamics in old growth and secondary forest in four types of tropical forests in Thailand. Forest Ecology and Management, 398:130-139. 

KUROKAWA Hiroko, AIBA Masahiro, ONODA Yusuke, OGURO Michio, NAKASHIZUKA Tohru (2018) Variation in functional traits and decomposition processes. Abstracts of the Annual Meeting of the Ecological Society of Japan 65: S08-5.