The Eoologioal Ecological Society Sooiety of Japan 日生態会誌 (Jap.J,Ecol. ), 30 : , 1980 三タイプの極相林における土壌有機物の循環比較と総合的考察 広島大学総合科学部自然環鏡講座中根周歩 COMPARATI

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1 日生態会誌 (Jap JEcl ) 3 : 三タイプ極相林における土壌有機物循環比較と総合的考察 広島大学総合科学部自然環鏡講座中根周歩 CMPARATIVE STUDIES F CYCHG F SIL RGAIC CARB I THREE PRI MEVAL MIST FRESTS Kaneyuk 藍 AKAE Department q ブ En レ irnmentals ud 83 Facult ア q ズ加 θ8 欄 8 ゴ Artsa d Scienees Hir h ma Unive 厂 sity Hrirshima73 Synps 蓋 s AKAE K 且鵬 yuki (DepEnVirnStudFaclntegArt& Sci Hirshima Univ Hirshima ) 198 Cmparativestudies f cycling f sil rganic carbn in three primeval mist frestsjapjecl 工 72 : Cycling fsil rganic carbn in three typesf frestwere analyzed by a cmpartment mdel and cmpared w 三 th each ther The accumulatin f sil rganic carbn became largerbut the fiwrates fsl carbn decreasedas we wc 丑 t frm a trpicalrain frestthrugh an evergreen ak frestt a beech!firfrestthe calculated half lifef A laycrwas 4 12and 4 yearsat the trpicalrain the evergreer ak and beech/ 丘 r frestsrespectively Ratis f each flwrate fsil carbn t the ttal sil respiratin rate in threefrestswere cnstant regardless f frestype and turnver rate f sil carbn All flwrates f s 三 1carbn were frmulatcd as a functin fthe a umulatin f A layer wh 重 ch suggested A layert be a mst sensitive indicatr f cycling f sil rganic carbn infrest ecsystems 1 はじめに 森林生態系維持 発展及びそ安定性機構 機能 を物質循環 特に物質分解過程立場から明らかにし てゆく研究は 分解過程そもが森林次生産と密 接な関係 表裏体関係にあることも関連して活発に 行なわれてきた しか し 分解過程が実際に進行する土 壌へ有機物供給 ( 落葉枝 ) そ蓄積 ( 土壌有機物 量 ) 及びそ消失 ( 無機化及び輸送 ) とう土壌有機物 動態システム各項目を 同時にしかも定期的に測定 して総合的にそ循環を解析する努力は今まで 余りな されてなかったが 最近になって 熱帯多雨林 (GAWA 1974 ) 照葉樹林 ( 桐田 1965 ; 中根 1975 ;KmA 1978) 及び冷温帯落葉樹林 (JAMEset al 1976 ; 中根 1978 a) 等報告がみられるようになった ところが これら気候帯 森林タイプ 構成樹種 異なる林分で土壌有機物循環総合的比較研究は K RA etal (1971) を除て今までな 今回報告は 中根 ( a ) が調査した照葉樹林 ( 奈良 春日山 ) 及び 冷温帯ブナーウラジロモミ林 ( 奈良 大台 ケ原 ) で調査結果に GAvFA(1978) と YDs (1978) が熱帯多雨林 ( 西マレーシア パソー ) で得たデータを 1979 年 9 月 18 日受理 加え 三タイプ森林で土壌有機物循環を比較検討 するとともに こ三タイプ五林分調査結果にもと づき 極相林における土壌有機物循環につて 総合 的考察を行なった 報告するにあたって 大阪市立大学理学部吉良竜夫 小川房人 依田恭二 山倉拓夫及び 堺市科学教育研究 所篠崎吉郎先生方御指導に感謝する 特に 小川 房人先生には 未発表貴重なデータを使わせてただ き深くお礼を申しあげる 皿 比較検討された森林及び比較方法 ここで 比較検討された 3 つ森林は 大台ケ原ブナ ーウラジロモミ林 ( 冷温帯落葉広葉樹林 Fig 1) 奈良 春日山照葉樹林 ( 暖温帯常緑広葉樹林 Fig 1) 及び マレーシア パソー熱帯多雨林 (Fig 2) である これ ら森林概観につては それぞれ 中根 (1978a) 中根 ( 1975 )( 以上 ブナーウラジロモミ林 照葉樹林 ) WG & WHITMR ( 197)SEPADM (1973)ALLBRK (1973 )YD ム et a1 (1975)( 以上 熱帯多雨林 ) を参照された こ 三森林は湿潤系列森林ではあるが 気候帯 森 林タイプ 構成樹種が異っており 特に年平均気温に大 きな隔た りがあおことは明らかである それ故に これ ら森林は代表的な気候帯夊はタイプ森林それぞれ 155

2 Vl3 2 日本生態学会誌 June198 量 ) 季節的変動を現象的に比較し これを中根 (1975) 45 叩 が提出した土壌有機物動態に関するコンパートメソト モデルを若干修正したモデルで年平均的動態解析を 酬 釧 試みた さらに 鉱質土層中における腐植動態 ( 分解 下方へ輸送 ) を解析する為に AKAE & SHIZAKI (1978b ) 提出した土壌炭素垂直分布モデルを用た 以上解析結果にもとつて 総合的考察を行った 皿 三タイプ森林における土壌有機物 鞘 Yl 1 雛!35 鰭 13ST Fig 1L atins f the resarch sites n Mt Kasuga (Evergreen ak frest ) and n Mt daigahara (Beech!firfrest )in araprefecture central Japan le 6 咽 循環比較 1 比較結果 A 植生 林分構造及び地上部現存量 まず 各林分植生及び構造につ て概略する 大台 ケ原ブナーウラジロモミ林は Fagus crenata BLUME と Abies hmlepissiebet Zucc が優占種で これに Acer 類が加わって高層木 (24 17m ) を形成し Fr xinus lanuginsa KIDZUMIvar serrata ikai Sy mplcs Creana (LEv ) HW Pe rthiaea villesa var leavis(thaub)sτ PF Vibarnum frucatumblvme 及 び Fag s crenata Abies hmrepisacer 類若木 1 E 11 匸 12 ε 13 匚 1 叫 ε Fig2 Lcatinf Pash FrestRcserveσ rpica 互 rain frcst ) in egerisembilanwest Malaysia 1 つサンプルとして考えてよかろう 比較検討にもち 5 鷹 4 哨 3za られたデータは 主に中根 (1978a) ( ブナーウラジ卩モミ林 ) 中根 (1975) ( 照葉樹林 ) 舳 w ム (1978) 及び YD (1978) ( 熱帯多雨林 ) から引 用した ただし 春日山照葉樹林場合は 斜面上三 林分 ( 尾根 中腹 谷付近 ) で土壌有機物動態調査が 行なわれてるが 三林分平均値 結果を引用することを心がけた 餬 又は斜面中腹で 夊 こ森林タイプ異なる三林分で土壌有機物 動態 ( 落葉枝 土壌有機物蓄積 土壌呼吸 ) 測定が同 手法 同方法で行なわれており 比較検討する上で 都合がよ 比較検討方法は はじめ三林分植生 構造につ て簡単にふれた後 各林分で土壌有機物 ( 炭素 ) 流 れ ( 落葉枝速度 土壌呼吸速度 ) やプール ( 有機物蓄積 156 等が中 下層木を形成してる (Table 1) 林床には Skimma ブ ρ 短 c var repens ( ム K ム 1)HWISasa nippnica M ム KI et SHIB ム貼が斑点状に散在してる 常緑広葉樹はみあたらな 方 照葉樹林は上層木 (3 2m ) を QuerCttS ses siliflia BLVME と Castanepsis cuspidata (THUMB ) SCHTTKY が優占し 中層木を SymPICS Pruniflia S1 朋 et ZuccCleyeraiaPnica TuuMBPieris ブ砂 咽 nica (THUMB)D D Camellia j apnica L 及び Q ercus sessiliflia CastanPsis cscspidata 若木が 下層木 ( く 5m ) を Pieris apnica Illicium religi s π msteb et Zvcc Eurya pmica THUMBelitsea aciculata (BLVME )KiDZ 等が占めてる 又 Abies firmasiebet Zucc Tsaga siebtdii CARR など 針葉樹がところどころに散在してる しかし 調査林分には落葉樹はみあたらなかった (Table 1) 熱帯多雨林は 最上層木 (6 41n ) に Kmpassia DiPtercarPus StthlamellatecsD cr talaccenesist nutus Shreaacumincrta Sh macrptera Sh multiflra Sh mczxwetliana Sh parviflrairv ingiamalayana EleterisPermumtapas 1)yera c st lata 等樹種 ( 約 2 種 ) がみられ さらに上層木 (4 2m ) にたっては Myrtaceae Rubiaceae Leguminsae など樹種 3 数種によって構成され (GA VA unpublished ) 森林全体として明確な優占種

3 The EclgicalSciety Sciety f Japan Vl3 2 JAPAESE JURAL F ECLGY June198 Table lflristic cmpsitin nurnber ef trees and relative basalarea in the beech/fir frest (DBH>45 cm) and trpicalrain frest(dbh> 1 ni) Species Beech!firfrest' Rrgus crenata Abies htniepis AcerJ'apnicum Acer siebidlanum F}'axinuslantrginsa Chamaec)parisbtDLsa S)mplcsereana KitiQpanax septemlbus Plurthiaeaviilsa var laevis Acershirasawanum Acerpahaat"m Viburnumfrucatum Acer tschnskii Evcrgreen ak frest" Q"rcu sessilijbtia thstanpsiscuspiduta trica rubra Synrplcsprunijblia Abiesfuma CVleyera j'apniea Pierisiapnica IVlelitsea aciculata CttmeUiajapnica nex chinensis EberyaJ'[u)nica eurcussalicina Iiexpedunculsa "lieium retigisum 71sngasiebldii Trpicalrain frest"** ](bmpassia malaccenesis Diptercarpussublamellatus Diptercarpus crnutus Ganua sp A Shrea acuminata Shreamaerptera frvingia malctyana Shrea multij7bra Shreatnaxwelliana Elbterispermum taps Scaphiummacrpdum Dyera cstulata Shreaparvij7bra Sindra wallichii IVbscrtechinia kingii Shreaieprsula Dacrydes castata chanstachyamentacea Shrealipidbta ftreesper ha "M r g 5 8 evergreen ak frst Relativebasalarea (%) Hight class (m) Ttal " l l S58el S l241 6S ll2l eg Sca ll II-Electrnic Library

4 Vl 3 2 日本生態学会誌 June198 Alangiiunridlq ツ f ル falltusgriffthianus 五 ansium d()mesticum D 瞬 8r 顔 1f Eugenia ce 砌 s ヴb 翩 is Cleistantnus sumatranus Knema mala ア 加 Dacrydes laxa D 妨 ρ 3A Scaphcalyx spathacea ル lacaranga l } ッだ 零 and 246species ll 正 6 11 G * Data suce :AKA * 拿 * : AKAE (1978a) (1975 * ) : GAwA (unpablished ) Table 2Structureand bimass f the thretypes f frest Area fplt m2 umber f tr es (DBH > 4 5 cm )per ha Ttal basa 置 area pcr land area % Mean basa!area per tree cm2 Mean tree heightm Max trec height m Ttal abvegrund bi 衄 ass tn!ha Stem BTanch Leaf 榊 繖昏耳 lf { 謙 串 Data surce : AKAE (1978a 串 * :AKAE (1975) Beechffir Evergr n ak Trpical rain frest fresti frest 琳 * : GAwA ( unpublished * 串串 * : g 逼正 1 4 D 十 * が存在しな 程 多数種が非常によく混交して る混 交林である (Y DA 1975 ;Tab11 ) 以上ように ブナーウラジ P モミ ( 冷温帯林 ) 照 葉樹林 ( 暖温帯林 ) 熱帯多雨林順に 種数は豊富に なっ てる これを Fisher 係数 で示すと ブナ ーウラジロモミ林で約 3 春日山照葉樹林で約 4 熱帯 多雨林で 114 (G wa unpublished ) となった 参考 に示すと 沖繩西表島亜熱帯林 が 1 ( 中根 未発 表 ) であるか ら 亜熱帯林から熱帯多雨林に移行する過 程で種多様性が急激に大きくなってることがわかる 方 構造的には ブナーウラジロモミ林 照葉樹林 熱帯多雨林順に層構造が多層化し 森林占有空間 容積も大きくなってく傾向がみられるが 断面積合計 と平均断面積値から 逆にブナーウラジロモミ林から 熱帯多雨林にかけて 材積密度 ( 単位空間に占める立木 容積 ) が粗になってることが暗示されてる (Table 2) 胸高直径 (D ) 樹高 (H ) 関係はブナーウラジロ モミ林と照葉樹林で ほぼ同じパターンが得られたに 対し 熱帯多雨林では上限樹高 (H * ) が極端に高く 同 じ胸高直径なら他二森林よりも樹高が高 れてる (Fig 3) ことが示さ 現存量につては 熱帯多雨林で 475t/ha に対して ブナーウラジロモミ林で 37t/ha 照葉樹林で 28t/ha と推定された B 土壌温度 Fig 4 は 三タイプ森林における土壌表層温度で ある 土壌有機物分解に及ぼす土壌温度影響は大き く 特に上記ように湿潤系列森林では決定的な要因と考えてよかろう Fig4 によれば 温帯に位置するブナーウラジロモミ 林と照葉樹林では 明らかに季節変動がみられ 両方と も 8 月に最高月平均値をもち 1 月に最低月平均となる 相対的に 照葉樹林が常に高くなってる これら森 林 ( ブナーウラジロモミ林 照葉樹林 ) に対して 熱帯 多雨林ではほぼ年を通じて定した高土壌温度が保持されてる 158

5 VL 3 2 JAPAESE JURAL F ECLGY 匚 v 帥 green 鰍 frest を H June 198 τ 叫 1ca1ra 備 n frest 9 脚 田 H 匸 a 圏 ] D 闘匸 皿 ] Fig3Relatinsh 三 ps betweendbh and trceheightinthe three types f frest b 9 ヨ u ae28 碧コ ω 石 ω JFMAMJJASD Mnth Fig4Seasnalchanges f sil surface temperature in the threc types f fbrest 年平均土壌温度は ブナーウラジ P モミで 7 照葉樹林で 131 熱帯多雨林で 251 となった C 土壌 ph C! 比 ph 垂直分布は ブナーウラジロモミ林 照葉樹林 では表層で低く 深層で高くなる傾向がみられる これ らに対して 熱帯多雨林では表層から深層に至るまでほ ぼ定した値となってる (Table 3) ブナーウラジ卩モ ミ林及び照葉樹林表層におて ph が低は 表層有機物濃度 ( 重量比 ) が高ことに 示されるように腐植酸影響と思われる 全体として 湿潤系列これら森林では多雨に よって土壌中陽イ オ γ 特にカルシウムイオン溶脱が進んで 土壌が酸性化してることがわかる 方 C! 比につては ブナーウラジロモミ林 照 葉樹林では表層から深層にかけて値が小さくなる傾向は 朗確ではなが 熱帯多雨林では C/ 比は減少し そ値が 1に近づくことが認められた D 落葉枝量 Table 4 に示されるように ブ 三林分落葉枝量は ナーウラジロモミ林 照葉樹林 熱帯多雨林順に増大 Table 3Verticaldist 紅 butin f sil ph in the three types ffrest Sildepth 5cm ( レ Q Trpicalrain Beech!firfrest * Evergreenak frest* * frest * * * S * Data surces :AKAE (1978a ) 綿 : AKAE (1975 ) 寧寒串 : YDA (1978) 159

6 The EclgicalSciety Sciety f Japan Vl3 2 H zts k me# ft: S June198 Table4Seasnalchange flitter-fa11 rate inthreetypes f frestigfm2 mnth] Evergreen brad L Beech/fir frest' 1976 May June July Aug Sept ct v Dec -Apr (1977) May-Apr Evergreen ak fbrest*i 1974 Mar 592 Apr 288 May 77e3 June 3256 July 2254 Aug 2347 Sept 1142 ct 2478 v 195 Leaf Deciduus brad Leedle l g Branch & Bark Seed thers Ttal Big branch(1< ip <1 cm) Seed & thers 52143l s6ll S [tnlha-yr] Dec -Feb (Estimated) 4199 Mar -Feb (Estimated) Trpicalrain frest'*i 1971 June 5S22 July 358 Aug 3673 Sept 58 ct 6694 v 3364 Dec Jan 5632 Feb 8364 Mar 948 Apr 6135 May 6754 *Date Jun-May Big branch (1< e <1 ern) 15 surces: AKAE (1978a) **:AKAE **: (1975) GAwA (1978) [tn/ha yr] S M l3g [tnlha yr] 16 II-Electrnic Library

7 VL 3 2 JAPAESE JURAL F ECLGY June 198 してる 具体的には ブナーウラジロモミ林が 4 7t/ ha yr 照葉樹林が 89t/ha yr ( 平均値 ) 熱帯多雨林が 184t/ ha yr となった 各林分落葉枝特徴につ 怖 8 Beechlfirfrest て述べると ブナーウラジ卩モミ林ではブナが多 で当然ながら落葉ほとんどが落葉樹葉によって占めら れてるが そ 8% が 1 月に集中してる こ傾向 は全落葉枝につても言える これらに対して 春から 夏に かけて成長期や冬期 ( 休止期 ) は 落葉枝は極め て少な しか し 無視でぎる程ではな 又 照葉樹林では新 葉展開期である 4 5 月に落葉が集中して 樹葉及び針葉樹葉は全体 る 落葉 1 % 以下で無視しえる程であ る 方 熱帯多雨林では 落葉に針葉樹葉 落葉樹葉 は当然みられず しかも ブナーウラジ P モミ林や照葉 樹林など温帯林で見られた落葉枝季節変動と もはなく 年を通して 特徴づけられる 以上相異点に対して える 貫した高落葉枝速度で ど林分でも 総落葉枝量 6 7% が落葉によって占められてるこ とは共通してる こことは 異った森林における土 壌有機物を ある程度同質もとして 量的に取り扱 易ことを意味してよう 各林分で得られた値は それぞれ同じ林分 は同様な林分で 今まで報告された 値と極く近 (KAwAHAR & TsvTsvMI1972 ;KIRA et a1 1971) E A 層蓄積量 三タイプ森林における A 層蓄積量季節変動を 示したもが Fig 5 である ただし 白抜き部分は AKAE ( 198) がシミ レーションモデルから推定した 値である ブナーウラジ卩モミ林 A 層量動態は 春から初 秋にかけて減少しつづけ これが 1 月 11 月にかけて 斉落葉で気に回復し 冬期中はそまま維持され るとう傾向がみられる これに対して 照葉樹林では 落葉期 4 5 月直後 A 層は最大となるが 夏活 発な分解作用によって急激 IC 減少し もとにもどり来春 までほぼ定した値を維持するがみられる 方 熱 帯多雨林では 落葉枝と同様に季節的な変動にみられず 年間を通して 2 ( itc / ha を前後してるが示されて る これは 高落葉枝速度と活発な A 層分解が動的に均衡を保ってるからであろう A 層蓄積量は全体として ブナーウラジロモミ林 照葉樹林 熱帯雨林順に減少し 年平均値で順に 7 3tC / ha 45tC / ha2 tc / ha となった 落葉枝量 が逆傾向にあるこ とから リター分解がブナーウラ ジロモミ林 照葉樹林 熱帯多雨林順に速くなって ることを暗示してる 燭 丶 Φ 邸 〇く } 匚 霜コ く Evergreen JFMAM AsD Mnth Fig 5Seasna 翌 changes f the accumulatin f A Iayer bserved and calculated by the simulatin mde1 (AKAE 198)in the threefrests 口 :Calculated 戮 :bserved F 鉱質土層中炭素蓄積量 鉱質土層表層有機物濃度 ( 炭素濃度 ) 及び総蓄積量が Table 5 に示してある 表層土 ( 1cm ) 炭素量は 熱帯多雨林実測値 が欠落してるで何んとも言えなが 推定値を含め て考えると 必ずしも冷温帯林が高くなく 逆に熱帯多 雨林方が高傾向がある しかし 表層土炭素濃度を 重量比 (%) で示すと ブナーウラジ卩モミ林で 1 15 % 照葉樹林で 5 1% 熱帯多雨林で 4 5 跖範囲 にそれぞれあり 傾向は逆転する これは冷温帯林ほど 161

8 Vl 3 2 日本生態学会誌 June 198 Table 5Cnentratinf carbn at surface f mineral sil and ttal carbn aecumulatin in sil in the three types f f rest Frest type Surfacecncentratin Measured at Estimatedfrm Beech 〆 firfrest * Evergreenak 偽 rest 林 Trpicalrain fbrest 寧串 董 cm deptc 5 the mdel 耳 idata sures : AKAE ( 1978a ) (1978c ) tc 〆 ha m 纏 : AKAE (1975 ) 串牌 A ロmulatin fa layer tctha ] 3574 τ 2 TtalA umu Ttalsi 亶 carbn latinin mineral (plus A layer ) sii [tc!ha 6 cm ] : YDA ( 1978 ) 茸 : See AKAE & SHIzAKI 表層におて腐植層が発達し これに伴って土壌団粒 化が進み 結局 単位容積中有機物量を減らして 結果を生んでるからであろう 総蓄積量はブナーウラジ卩モミ林で 143tC / ha ( 中根 1978a) 照葉樹林で 93 4tC / ha ( 中根 1975 ) 熱帯多 雨林で 66 2tC / ha ( YD ム 1978 ) と推定された A 層 蓄積量と同様な傾向であるが 鉱質土層中有機物は A 層からみではなく 根枯死による供給も考慮しなければならなから そ動態解析は困難である G 鉱質土壌中炭素濃度垂直分布 炭素濃度垂直分布はそ林分鉱質土層中有機物 動態を知る上で重要であるが Fig6 に三林分垂直分布が示されてる こ図をみると 熱帯多雨林では推定された表層炭素 濃度は高が 深さにともなって急速に減少する傾向が みられる これに対して 照葉樹林 ブナーウラジロモ ミ林順に表層濃度 [ 容積比 tc る /hacm ] も低くなる と共に 深さに対する減少も緩慢となって ることがう かがえる 憲 c 1 翫 1 茎 具体的に 炭素濃度が 1tC / ha cm にまで減少する は 熱帯多雨林で 2cm 照葉樹林で 4cm ブナーウラ ジロモミ林で 8cm 深さにおてである こ垂牽分布から鉱質土層中腐植 ( 炭素 ) 動態解析を a KAE & SHIz K1 (1978c) が試みてるが後にふれた H 土壌呼吸量 Fig7 には 三林分で測定された土壌呼吸速度が図示 されてる ただし 白抜き部分は推定値で ik E (198) シミュレーショソモデルから求めたもである 土壌呼吸吸速度にも 落葉枝速度 A 尸 に 切 E 1 們 Φ コ 罵 ω 飼 5 二 1 覇 旧ユ 畢 ω t SR1 層蓄積量と同 A te Ψ er mineral SDi 塵 St1 由帥 Fig6Verticaldistributins f sil rganic carbn cncentratin 至 n the three types f fl)rest B : BeechlfirfrestE :Evergfeenak fbrest T : Trp icalrain frest 1 亅 FMAM jja S Mnth Fig7Seasnal changes r A layer and mineral sil respiratins bserved a 豆 d calculatecl by 重 he simu latinmder ( AKAE 198)in the three frests 162

9 V1 3 2 JAPAESE JURAL F ECLGY June 198e 1 誘 ε 器 qh 〇〇 り 綴 } 口嘱 で 髯 qu 贋 貞帽 コ 邸 鬯口め 9 面 Hq 帽占 Ω 切 杣 嘱 コ邸 蒔静 軸栃 ε 喟 q 吋旨 憲 Q 嘱良 骨費冨 ρ} 聴 呂 8 掴 篝 ひ曁 冩 ε 慧 q 凹 > 国 も 旨 ε 唱 4Q 餡 り ε 目 罵お q 嘱芝 8 礑 〇 r 漏 < 日丶 ぎ閃 Q 口 口 雷 [ り唄咽 P} 5 ド 昌 ω < 鵡冒丶 ヨ Q 自 日〇 喟 吋 H 毎 9 臣 謂簷 Σ R 嘱 < 薛 σ 冖 国 自 日 日丶 聾口 6 響 } 爵 [ p 6 ト 9 り ひ 需 ひ 9 Q り炉りゆゆ D ひ騎 まひ [ 9 囚 n 腎 曽菖 祠鬥 R 鴇 帽 5 〇噂 四 り 壌 り翰 m D り 嗣ま翰 [ コひ 門 ゆ 帽旨 肩 箇円 門民 H 黷 6 3 鬥 ひト 農 σ [ [ ひ n 旧 トベり Q 守ト讒 ト 穿 6 θ 2 翰 a9 〇 6 d め DD D 翰円四 ト マ σ n 9 笛 寓 ま 燈噂ひ ト 薯三 トリ 丶 り可 ゆ圃 9 筥 同 婿 9 ひ コ ト 喊 翰 軌 ゆ っ QD 漏 鴇ト門 ひ じ 蕊 り め 9 D [ 的 りゆ n 鳩 Q 翰ゆ m 個 H 蟹 剛 ぴ n H a り り 5 ぴ βへ う む 詞 り σ m Q9 り 三需 ひ笛 l 執 〇 1 ーコ 口轄 h 諠註詮角 く芝 q 口 5h ぴ n ひ D ゆ ト四 [ 跨 n 象 り m n 側 D 同 9 剛 三 ゐ讐肩く 義 〇〇 > ブ 8q Q ([ 口邸 h ひ d ぴ Q σ 燈 n D 鴇 n 鴇 咽 ぴ 9 n D n ま D m 冒昌丶 日畄薯 昌 邸り ト 7 高 厚 鍔 偶 咽 萄 [ 9 a d 8 日 \ DH 口 嗣 Q σ 弐り む ぴ } q 霧爵 6 髯冒冒 8 螢 罎 ω 〇 三帽 口 お噂 qd ( っトひじ く汐く 霜管静 ( りト ぴ ) 国 Z < 属く Z[ 膏静 ( お Q9 トひご 国 Z く 図く 7 づ 帽 邸 [ 管 門 ( ρ 因 も ) qk 嘱り 163

10 V1 3 2 日本生態学会誌 June 198( 5 冖巳り 噂 丶り 凵 匡 1 5 囮 z トく z 四〇 り l SlLDEPTH 匸 cm ] S :L DEPTH[cm S!L DEPTH[cm ] Fig8Verticald 語 tributinsf fine rts density ( 1 cm > φ)in the thrcc types f frest apprximated by the curves R R exp ( gz2)(beech1 且 r frest)r R exp ( gl)( ever green ak frest and trpicalrain frest ) 様にブナーウラジロモミ林 照葉樹林に明らかな季節変 動がみられる 両林分とも 7 8 月にピークをもち 1 2 月に最低値を記録する これら変化は地表温度 変化に良く対応してる (Table 6) 方 熱帯多雨 林は土壌呼吸速度にも季節変化は認められず 年を通 して貫して高呼吸速度が得られて る これは 土 壌温度が常に と 高く維持されてることからすれば当然とえよう 年間土壌呼吸速度は ブナーウラジ P モミ林で 494 tc /ha yr ( A 層呼吸 126 ; 鉱質土層呼吸 368t C / ha yr) ( 中根 1978a) 照葉樹林で 198tC! ha yr ( A 層 2 73tC / ha yr ; 鉱質土層 8 25tC / ha yr )( 中根 1975) 熱帯多雨林で 1429tC / ha yr ( A 層 343tC/ ha yr ; 鉱質土層 1 86tC /ha yr ) (GAwA 1978) と なった (Table 6 ) A 層 鉱質土層及び全土壌呼吸速度はどれも明らか にブナーウラジロモミ林 照葉樹林 熱帯多雨林と増大 してることが示されてる ここで 興味深ことは 森林タイプ 季節にかかわらず 全土壌呼吸に占める A 層 鉱質土層呼吸がそれぞれ 25%75% と およそ定に維持されてることである 1 細根現存量 各林分における細根 (φ く 1cm ) 密度垂直分布は Fig 8 で示す 大台ケ原ブナーウラジロモ ミ林垂直分 布は 指数関数曲線に適合しなに対して 他二林 分では ほぼ指数関数で近似でぎる 大台ケ原ブナーウ ラジロモミ林場合 深さ 4 5c 皿層は地下水位が 高く過湿になる時期があり これが根浸透をさまたげてるからと思われる これら細根深さ別 積算値は ブナーウラジ卩モ ミ林で 9 2t/ha 49tc/ha ; 中根 1978a ) 照葉樹林 で 12 1t/ha ( 6 1t C! ha ) 熱帯多雨林で 2t/ha ( 1tC /ha ;YDA 1978 ) となった 2 考察 A コンーパトメン トモ デル による三タイプ森林に おける土壌有機物循環解析 土壌有機物ダイナミックスを数量的に表現し解析す るために 中根 ( a ) が提案したコンパート メント モデルを若干 修正した Fig9 ようなコン パートメント モデルを設定した Table 7 で こモ デル説明がされてる こモデルでは 以下ような仮定をしてる モデル仮定 仮定 1 ) 土壌有機物分解は次反応的で 蓄積量 に比例するもとする 又 A 層及び枯死根から鉱質 土層へ有機物輸送 ( 供給 ) も同様な性質をもつとす る 仮定 2 ) 根枯死速度は細根量に比例するとし そ 比例係数 すなわち根枯死率 ( σ ) はそ細根 (φ く 1cm ) 現存量 2% [1!yr ] とする これは AKAm (1978b) が土壌炭素垂直分布モデル から推定した根 164

11 Vl 3 2 JAPAESE JURAL F ECLGY June198 Litter イ fallrate Accumulatinf A layer Accumulatinfrganic carbgn in mi エ 1era 王 sil Dead rt bimass Fine rt bi ss Transfe rate fhumus ftm A layert m 重 neral sii Transfer rate f humus frm dead rt t lninera1 sii Rt tumvcr rat Decmps 量 til ratc f A 韮 ayer 罵 ( A laye resp 建 ati 丑 rate ) D mpsit Table7Explanatinf a cmpartment mdel (Fig9) 孟 n rate f humus in minearal sil Decmpsitin Iate f dead rt Ttal sil respiratin rate Mineralsil respirati 皿 rate Rt respiratin rate SymblUnit MM B π dbriairlrva 輪躍 SRa μ ル f VR te tc!ha yr exc {uding big branch (1cm <dianeter ) tc!ha excluding bigbranch (1cm く diameter ) tcf 血 a 6 cm cntained nly in humus tc/hatc difiicult t masure!hatc!ha diameter< lcm yr estimated tc!ha yr yr BRdSRSnMRR tc!ha yrtcfha yrtc!ha yr tc!ha yr estimatcd tc!ha yr assumed t be equal t tc!ha 2Bn!yr yrtcxhabserved estimated esti エ nated bserved bserved estimated 4 ra 工 葱 曙 舜 Acumulatinf A layer tclha Fig 正 Rati f the relative decmpsitinrate f A layer ( va ) t the transprtatin factrf rr ganic matter frm A layert mineta sil (ka ) in three frests : annual avrage ineach x : seasnal change in the beechffirfrest f()rest turnver Fig9A cmpartment mdel f cycling f s 三 1r ganic carbn in fbrestecsyste 165 枯死率が 細根量 1 2 % 範囲にあること } こもと つてる 仮定 3 ) 地上部リターである A 層と根リター である枯死根は 分解 輸送現象におて同質である Fig1 が示すように A 層分解質 ( PA ) と輸送係数 (ka ) 比 ( δ A ) が分解要因及び時間などに関係なく 定であり こことが 同時に枯死根にも適用できる すなわち δa PA /ka δr yr /kr cnst モデル構成 ( 1 )

12 Vl3 2 今 仮定 1 ) か ら A 騰饗灘 醐贐 籍嬲雰撫盆朧誹 M } } 日本生態学会誌 ( 2 ) 3) さらに 極相林であるから こシステムは定常状態を 保っており 各プール蓄積量及び流れは平衡状態にあ るとみなすと L PA M 十 IA PA M ka ハ Xj 4) μ M IA ln ha M 十 kr BRd (5) dbr /dt a BR ( VR 十 kr ) BRd 極相林では dbrd /dt と仮定できるで BRa σ BR ノ ( yr 十 kr ) となる よって kr β Ra ( 版 σ β /(VR 十 ke ) PR BRd ( YR ff BR ) ノ ( VR 十 kr ) ここで 仮定 3 )(1) 式から hr BRd ; (a BR )/ (δa 十 1) VR β R 匸 1 ( δ A σ BR ) /(δ4 十 1) June198 a 吟 方 (2) 式から VA SRA 〆 M (6) SRA と M は実測されてるから Vn が求まる 又 (4) 式から LIMe VA 紘 これで 勧が求まる さらに 式から μ 定義から (ka M + kr BRd )/ M 8() RR SRM nt M VR BRd ここで μ と RR を求める為には M も SRIf も実測されてるで kr BRd および VR BRd が求まれば良 そこで これらを求める 今 BRd は 次ような微分方程式で表現できる よって BR は実測しており σ さえわかれば々 R BRa Vn BRa を求めることができ ひては μrr も推 定できることになる 仮定 2 ) で σ 2 [1/yr ] と してるで これをもちることによって BRdl } 1 外 すべてコンパートメント及びフ P を求めることが 可能となる 以上手順によって 解析された結果が Table 8 と Fig 11 に示してある ここには 照葉樹林で斜面上三林分結果がそまま示してある これらによれば ブナーウラジロモミ林から熱帯多雨 林にかけて すべて炭素 7 ローは大きくなり 逆に炭素蓄積量は減少してる しかも 蓄積量が 施 施になれば フ卩は 2 3 倍になるとう関係がみら れる 従って 当然ながら ブナーウラジロモミ林 照 葉樹林 熱帯多雨林順に 分解率 (VA μ) 及び輸送 Table8Relativerate fcarbn flwin terms fthe cnstants and cethcients fthe cmpartment mdel (Fig9) Litter 拍 1rate Accumulatinf AD layer AccumUlatinf rganic carbn in mineral sil Respiratinratc f A laycr Respiratin rate f m 孟 neral sii Ttalsil respiratin rate Finert bimass Relativedecmpsitin Tate f A 里 ayer Transprtatin factrf rganic matter frm A layert mineral seil Relativedecmpsitinrate f hu 皿 us in mincral sil Rt respirati 1 rate L M MSRA SRM SR BR VA ka 9 RR Unit tc!ha yr tc!ha tc!ha 6 cm 14 tc!ha yr 126 tc!ha yr tc!ha yr tc!ha l!yr 1tyr 11yr tc!ha yr Beech!fir frest * Evergreenak frest PltAPlt CPlt ETrpical fresti * ホ つ / / Rt tumver rate 恥 2 x (finer 重 bimass β 丑 )1y 二 va /ka レ R! 綴 18 ( cns 重 ant ) * Data surce : AKAE (1978a) ホ * :AKAE (1975) ホ * 取 :GAwA (1978)and YDA (1978) A rain

13 Vl 3 2 JAPAESE JURAL F ECLGY June198 BEECH/F1R FRES 層 Ridge l EvERGREEAK FDREs τ (M ddle part f slpe ) (ear vatley } TRPICALRAI FREST VA 174 [ 1 / yr ka 99 1 /yr 亅 1 ユ器 7 [ 工 /yr 亅 VA 45 ka 197 P 冒 13 v ハ寓 595 ka 冨 294 μ 旨 18 り A 皀 813 ka 冨 512 り 27 va 苫工璽 715 ka 昌 935 口 D 工 2 9 t Deadr 七 8 1 2r 6 7 7L3 7 尸喞 116 胴囀 F Deadr 21 七 E ii 2F コ Fig11Cycling f sil rganic carbn in the three types f frestgthic is the accumulat {n f sil carbn [tctha ]fineletteristhe flw f carbd [ tc!ha yr] 係数 (ka) は大ぎくなってる しかも これら分解 率 輸送係数が 年平均的土壌温度に対して おおよそ 指数関数的に増減してる こモデル定義に従って 土壌有機物半減期を求めると A 層につては ブ ナーウラジ Pt モミ林 照葉樹林 熱帯多雨林順 z 年と速くなっており 鉱質土層中腐植半減期 も 順に 年となってる B 土壌炭素垂直分布モデルによる鉱質土層中腐 植動態解析 AKAE & SH C1978c [ZAm ) がこ三森林で鉱質 土層中腐植動態につて解析した結果によれば 深さ 関数として分解率 (μ ) が 全体として 又は余り 深くなところでは ブナーウラジロモミ林 照葉樹林 熱帯多雨林順に大ぎくなってるが 同時に 深さ に対する分解率減少も急になってることが示されて る (Fig 12 ) これに腐植下方へ輸送係数 (D ) 垂直分布結果 (Fig 13) を考え合せると 熱帯多雨 林では 腐植垂直方向へ輸送に勝って分解が速と 共に より深層で分解条件悪化も速 しかし ど 深さ分解率も他林分と比較して高 そ為 炭 素濃度垂直方向へ減少はもっとも急で (Fig 6) そ 濃度が 1tC / ha cm に達する深さがもっとも浅 これに対して ブナーウラジロモミ林では 分解は全体 として遅く 輸送が相対的に速為 腐植が深層まで浸 透して CFig6) そ結果 土壌団粒化が深層まで発 167 達し 腐植分解条件が深ところて さほど悪化して なもと思われる 照葉樹林場合は 両者中問 的なもとみなせよう 以上コンパートメソト モデル 垂直分布モデルに よる解析結果から 冷温帯ブナーウラジロモミ林 照葉 樹林熱帯多雨林順に土壌有機物回転 ( 循環 ) が速 くなってることを示してる そして そ動態も っとも重要な目安すとなる分解率 ( V d μ) は 土壌温 こ 3 { 1 罵 282 Ω E89 層 冠匡 忌 } Sildepth cm Fig12Changes f the relat 重 ve decmpsitin rate f humus in minera [sil ( with sil depth in three frestsp :Trpical rajn frestk :Evergreen ak ftcst :Beech / firfrest Z

14 Vl3 2 Dl 日本生態学会誌 5 ビ蔓 June198 T ミ E9 5 δ 蓉略 3 暑 : 詈羅 Sildepth cm Fig13Relatbllsbetween 重 ralsprtatin fac 重 r f humus in mineral si1 (D )and sil depth ω in the three frestspk and are thc samc sites as in Fig12 度年平均値に対してほぼ指数関数的に増減してるこ と 夊 Figs14 15 で示されて るように 各林分に おて季節的にも土壌温度に対して指数関数で近似でき さらに三林分でほぼ同分解率 ( VA μ) 土壌温度曲線で表現できることが示された ただ Fig 15 場合 ブナーウラジロモミ林で多少低値がみられるは 年 降雨量が 5 ( m に近ことに示されるように 土壌 過湿に近状態が影響してると思われる ( 中根 1978 a) 以上ことは 土壌有機物分解とう現象が 少 なくとも湿潤系列森林におて 樹種や土壌に生息す る植物相 (F1 ra ) や動物相 (Fauna ) 相異 } こかかわら 田 鵬 ミ璽尸口 1 2 ω ゆ > ロコー C <ど ε x 駕 x 渥 } で > 軍 〇匡も } Si!sarface temperatare C Flg14Dependence f the relative decmpsitin rate fa layern the sil surface temper 飢 ure in the threefrests : Beech! firfrest x : Evergreen ak frest : Trpical rain frest 聞 5E 卩 > こ ( A 彑 葱 ω 8 2 蜀 2 Φ 匚 ε εこ EE η おす匡 μ 1 35 π x 詫乂薦 x 蛎 て 65 Sllsurface Temperature Fig15Dependence f the relative decmpsitin rate f hurr 皿 s in mineral sil n the s 孟 l surface temperature in the three frests x and are the same sites as in 二 Fig 二 14 翼 累 駕 貫 躍 恥 砧 Beech!fir frest Evergreen ak frest Trpfcal frest ratn 377tc / ha 264tc / ha 365tc /ha 3 73% 1% Plant bdy( + Rt ) A layer 驪附 neral S 罰 Fig16Pr tages f e 乱 ch part t the ttalrganic carbn stck 置 n the three types ffrcst Rt bimacss was assumed t be equal t 25 % fabvgrund bimass 亅 68

15 V13 2 JAPAESE JURAL F ECLGY June198 ず きわめて温度依存的なもであることを 今度示 してる 土壌有機物循環速さ結果として 土壌 植生系 における配分は Fig 16 に示されるように 熱帯多雨林 照葉樹林 ブナーウラジ モミ林順に 土嬢 1 1 に占 める有機物比率が高くなってる さらに 炭素循環 速さに対応して 地上植生や林分構造に変化がみ られる 熱帯多雨林における種多様性大きさや林分 多層化 現存量大きさなどと物質循環速度と関連は興味ある問題とえよう W 極相林における土壌有機物循環 総合的考察 1 ) 全土壌呼吸に占める各フ卩寄与率 Fig 11 は熱帯多雨林 照葉樹林斜面上三林分 冷温帯ブナーウラジ Pt モミ林以上五林分土壌炭素 動態をコソパートメント モデルで解析した結果を並 べ こ て図示してある これらは温度条件や土壌水分条件 となる林分ではあるが 良く成熟した 極相に近状 態林分とう点で共通してる 又 土壌呼吸など フローや土壌有機物量などコ γ パー F メント値が同 じ測定方法もとで得られて ると う点で共通して る 今 各林分におて 全土壌呼吸に対する各フ卩 (A 層呼吸速度 lsna 落葉枝速度 :L 根呼吸速度 : RR 根枯死速度 :LR ) 比率 ( 寄与率 ) を求め (Table 9) 図示してみた (Fig17) ど林分におても 全土壌呼吸に対する各フ P 割合がほぼ定であることが示されてる 例えば A 層呼吸比率は約 25 % 根呼吸は約 5% 落葉枝は 約 38% 根枯死は約 12% と 定式化すると A 層呼吸速度 (SRA ) 25 x 全土壌呼吸速度 (SR ) うようにである これを 罵 口 决 匚 ロリ 眉コ Ω 鄙 } り 匚 : Rt respira 重 in T Rt tllrnver 旦 厂 x 重 r A layerresplratin Utter f II Accumulatin f A Iayer し Clha Fjg17Cntribut{ns f each nw f carbn t the M ttalsil respiratin inthe 重 hreeclimax frstecr systems 落葉枝速度 ( ム ) 38xSR 根呼吸速度 (RR ) ;5 SR 根枯死速度 (LR ) 12 SR となる 落葉枝量全土壌呼吸速度に対する比率につ て REIERs(1968)RE ERs and RElERs(197) YEDs and KIRIT ( 玉 978) も 3 4 % 範囲にある ことを報告してる こ現象は森林土壌における有機物 ( 炭素 ) 動態 におて つ重要な法則存在を示唆すると思われ る ここでは 森林生産量 ( 落葉枝速度 ) を含めて るから 土壌システム ( 物質循環分解過程 ) に限らず 生産過程とう地上部システムとも関連をもつ すなわ ち 森林生態系分解過程と表裏体である ( 吉良 1971) とう表現で示される土壌システムと地上部シス テム相互関係を具体的に しかも定量的に表わすも とえよう 森林発達過程で これら比率 ( 寄与率 ) がどよ Tabl 9CntribuIin Fcach flw t ttal sil respiratin 孟 n fivefrest stands SeeFig9and Tables78fr explanatin [%] Frest stands SRAISR SRMfSR LISR LR /SR RRISR Beech! firfrest * 255 Evcrgreen ak frest PltA ( RLidge ) 241 PltC (Mid slpe ) 27 PltE ( Ft slpe ) 237 Trpical rain frest 艸 宰 L Mean Rt tumver rate ( ムR )was assnmed t be equah LR 2 BR ( 丘 ne rt blmass)!yr 鵬 Da 似 surces ; AKAE ( 1978a * 零 ) : AKAE * * * (1975 ) : GAwA (1978 )

16 VL 3 2 日本生態学会誌 June 198 うに変化してるか 全く見当がつかなが 少なく とも森林が成熟して極椙段階に到達するにつ れて 土 壌有機物循環がある動的均衡に近づき しかも 全土 壌呼吸に占める各フロー割合がほぼ定となるような形で収束してゆく傾向がある 2 ) 土壌有機物徳環及び森林機能量指標とし て A 層量 Table 8Fig 11 に示される各林分 Ae 層量 (M ) とそ林分 A 層分解率 ( VA ) 及び消失率 ( rc VA + ka ) 関係を図示してみた (Fig18 ) 分解率 ( PA ) 及び消失率 (rc VA + ka ) が A 層量 (M ) 増大に対して指数関数的に減少してることが明らか に示されてる すなわち PA vta exp ( Me ) rc VA ka rc exp ( M ) 鬱 1 ) と定式化が可能である ここで YA 及び m 減少率が と 致することは注目に値する さらに 式 から を得る ka ( rce y /A ) exp ( M ) 3 ここで vfa rc ka は M とぎ VA κ ka 値を示す 方 鉱質土層中有機物分解率 (Pt) とそ蓄積 量 (M ) と間でも同様な関係がほぼ認められた そこで u μ exp ( β M ) ここで μ は M とき μ 値で βは減少率で ある 61 〇〇リロ ω 口 ω 〇 〇 匚号 尸 眉 酊 Ω F 〇り η 〇匡 〇ゴーや Accumulatin f A layer tc /ha Fig 18Relatins between the relative decmpsitin rate f A 夏 ayr ( レ A )the lssrate f that ( レ 1 岨十 ka ) and the accurnulat 垂 n f A Iayerin 且 ve frest stands 17Q Table 1Cefhc 三 ents feqs ( 2 )( 21 ) and (23 ) Ce 伍 cients ゾ Units 11y 肩 hlg X [11yr ] 64 μ [ 夏 1yr G18 [ha! tc1 42 β [ha! tc 24 以上係数はすべ て非線型最小自乗法に よっ て 求め た (Table 1 ) 式から 吋 κ P A exp ( M ) / rc exp ( M ) ン A / rce 64 夊 式から り且 / 勧〆 4 exp ( M )/( κ D 〆 ) exp ( ハ fe )! レ A /(rc 二〆且 ) ; 177 となる 式は VA と勧が比例関係にあり 相乗反応 であることを新ためて示してるが KVA (1968 ) もアイソトープを用たリター分解及び腐植化に関する 実験で リター 3 分 1 が腐植となり 3 分 2 が無 機化 ( 分解 ) すると報告しており ここととも致する 方 極相林における A 層量 ( M ) 動態は dm / dt L ( VA 十 ka ) M と表現でぎる すなわち L ( VA 十島 ) M そこで 式から となる L rc ル f exp ( M ) こように L ( 落葉枝速度 ) を Me (A 層量 ) みによって表わすことが可能で 同様なことが 土壌呼吸や根呼吸につても言える すなわち 式から SR 諞 (rc /38) M exp ( M ) 1684M exp ( ル f ) 又 と式 と式からそれぞれ SRA ( 25rc/38) MD exp ( M ) 4 21 ルf exp ( M ) RR (Snt!e38) M exp ( M ) : 842M exp ( M ) が得られる こように A 層量 (M ) 関数として 落葉枝速 度 土壌呼吸速度 根呼吸速度を言あらわせると うことは A 層が土壌有機物循環重要な指標であ 伽

17 V13 e 2 JAPAESE JURAL F ECLGY June ξ } 呼吸量推定が可能となった 摘 要 耘 〇 も ω 罵 L 極相状態を維持してると思われる冷温帯ブナーウラジロモミ林 暖温帯照葉樹林 熱帯多雨林三タイプ湿潤系列森林で 得られた土壌有機物総合調査結果を比較検討し さらにこれにもとづき 湿潤系列極相林般における土壌有機物循環につて考察した 1 三森林植生は 二森林にわたって存在する種が つもな程大きく変化してたが 種多様性は ブ Accum 凹 latin r Alayθr tc/ha Fig19Relatinsbetweenthe each flw rate fcarbn and the accumulatin f Ae layerin the fivefrest stands SR ; TIalsil respiratin rate L :Litter fallrate SRA :Respiratin rate f A layer るとともに 森林機能量指標でもあることを意味してる 以上閧係を図示したが Fig 19 である Fig 19 をみると A 層量 (M ) が 2 25tC 〆 ha あたり に 全土壌呼吸量 (SR ) 落葉枝量 (L ) A 層呼吸量 (SRA ) 最大値があり これを境に M が増減する につれて それぞれが滅少することが示されてる 今 M は L と m ( PA 十 ka) とせり合で決ま るが ここで取り扱ってる L や rc には 温度条件は もちろん ある程度水分条件も考慮されてるで 当 然 A 層量 l) には 両要因がある程度考慮されて るとして良かろう それ故に F 三 g 19 に示される関 係が単に湿潤系列森林みならず ある程度 乾燥地帯森林にも適用できるもと考えられる すなわち M 2 25tC/ ha 値 C よ熱帯多雨林 A 層量に対応しており しかも熱帯多雨林がもっとも 落葉枝量 土壌呼吸量が高く これがモンスーソ林 サ バンナ林へと向っても 暖温帯林 冷温帯林へと向って も A 層量は増大し それにともなって土壌呼吸量 落葉枝量は減少することが般に良く知られてるが これらことを良く説明してると思われる 温度 湿度両面でもっともめく まれてる熱帯多雨 林が最大土壌呼吸量 に 土壌有機物動態が管理されてお 最大落葉枝量を維持するよう り それはとりも ナーウラジロモミ林 照葉樹林から熱帯多雨林にかけて 急激に大きくなった それとともに 森林構造も多層化してた 2 年平均土壌温度は ブナーウラジロモミ林で 7 照葉樹林で 131 熱帯多雨林で 251 であった こ 湿潤系列森林土壌 ph はど林分も概して低く 4 5 範囲にあった 土壌 C / 比は 熱帯多雨林で 他二林分よりやや低傾向がみられた 3 AD 層量 鉱質土層中炭素量はブナーウラジ卩モ ミ林 照葉樹林 熱帯多雨林と減少したが 落葉枝速度 土壌呼吸速度は逆に増大した 年を通じて 温帯林に は明確に 土壌有機物循環に季節変動がみられたが 熱帯多雨林にはみられなかった 4 以上結果をコンパートメソト モデルで解析し た結果 A 層量半減期が ブナーウラジロモミ林 照 葉樹林 熱帯多雨林順に 4124 年と速くな り 鉱質土層腐植につても 年となり 物 質循環が速くなってることが示された これに対応し て 地上部生産量が増大し 植生が多様化し 構造も 複雑になってるもと思われた 5 全土壌呼吸に対する Ae 層呼吸 落葉枝 根呼吸寄与率は 各林分でほぼ定しており それぞれ 25385% となった 6 各林分で得られた A 層量と A 層分解率 消失率と関係又は 鉱質土層中炭素量と鉱質土層中腐 植分解率関係は ほぼ指数関数で近似できることがわかった 7 以上結果から これら林分を通して A 層 量と落葉枝速度 A 層呼吸速度及び根呼吸速度間 に定量的関係があることが示されると共に A 層量が なおさず 最大生産力を維持しえることと表裏体であろう 森林生態系土壌有機物循環重要な指標であるこ が明らかにされた と 以上ように もっと も我々 身近かにありt 測定 容易な A 層蓄積量が土壌有機物循環重要な指慓 であることを明らかにするとともに こ A 層量をも っ て そ森林おおよそ落葉枝量 土壌呼吸量 根 Reference ALLBRK R F 1973The seils f PashFrest Re serve egeri SembilanMaiayan Frester36;

18 Vl 3 2 日本生態学会誌 June198 JAMEsR G GEE E L & B σrma H F 1976 rganic 皿 atter and nutricnt dynamicsf the f()rest and rest flrin Habbard Brk fresteclgia 22 :35 32 KAwAHARA T & TsuTsuMI T 1972Studiesn the circulatin f carbn and nitrgen in frestecsysr tem Bu1 董 Kyt Univ Fr 44 : 告良竜夫 1971 生態学からみた自然 295p 河出書房新社 東京 (KiRA T ) 1978Carbn cycling in Bilgical prductin in a wa 皿 temperate evergreen ak fbr est f Japan JIBP SynthesisVL 18 ( eds T Kira Y n and T Hskawa ) Universityf Tky PressTky KIRrrAH GAwA H HzuMI (& YDA K 197iCmparat ま ve study f carbn cycling in mist trpicaland warm temperate ferestssym n P1anncd Utilizatin f Lwland trepicalfrests Cipayung Bgr Indnesia : 桐田博充 1965 原生照葉林における土壌有機物供給と分解大阪市大修士論文 KvA V V 1968Transf ()rmati 皿 s f rganic matter and thierrelatin t sil fertilitysv Sil Sci ( English Transl ) 1968 : 145 ユ 55 中根周歩 1975 森林斜面における土壌有機物ダイナミックス 日生態会誌 25: a 大台ケ原ブナーウラジ P モミ林における土 壌有機物ダイナミッ ク とそ季節変動 同誌 28 ; (AI [AE K )1979b Mathematical mdel f the behavirand vertical distributin frganic car bn in f{)rest sils IIA rvised mdel taking the supply f ret litter intcnsideratiefi JapJEcl 28 : Simulatin mdcl f the seasna1 variatin f dynamics f sil rgan 三 c carbn jnf6restecsys temsib d 3 : & SHIzAKI K 1978cMathematical mdel f the behavirand vertica 量 distributin bn in frestsils 乃 id っ 28 : GAwA H 1978Litterprductin and carbn cycling inpash frest Malay at 3: REIERs W A 1968Carbn dixide evlutin frm f rganic car the fir f three Minnesta frestseclgy 49 : & REIERs M 197Energy and nutrients dynamics f frestflrin threemjnnesta frests JEc158 : SEPADME 1973PrgTessreprt ( 且 ) n IBP Pr Prqlectat Pa5hegeri SembilanMalaysia PrEast AsianReginalSeminarfr1B PKyt 1973 (ζ ds SMri & T Kira ) WG Y K & WHHMRE T C 197n thc in 且 u ence f sil prperities n sp iesdistributin in a Malayan lwland diptercarp rahl frest Malayan Frester33 :42 54 YDA K 1978G 肛 bn nitrgen and mi ロ eral nutriellts stck in thc sils f Pash frestarea Malay at 3; GAwA H & KiraT 1975Structure and Pr ductivity f a trpicalrain frestin West Malaysia Intematinal Btanical Cngress1975 上 eningrad YEDA T & KIRITAH 1978Sil respiratin In ebi lgical prductin in a warm temprate evergr n ak fbrestfjapan JIBP SynthesisVL 18 ( eds T KiraY n and T Hskawa ) University f Tky Press TQky 旦 72