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

长期砍伐林下植被对森林生态系统的影响评价

基本信息

批准号：
22K05729
负责人：
榎木勉
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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。

在九州大学北海道森林建立的底层植被清除测试地点，我们研究了地上生产量，土壤特征和土壤动物层，并揭示了去除卧床植被对森林生态系统功能的影响。植被不足的去除量减少了落叶松的生长量，但观察到橡木的变化量在较低较低的地区均未降低橡木的变化量。由于去除下层而减少了A0层的积累，并且两个林分的矿物质土壤的体积和土壤硬度都增加，从而减少了水含量的重量。两种变化在落期森林中都是显着的。这些因素被认为是造成植被不足的上部结构丧失的原因，例如A0层和土壤表面的丢失以及由于根茎消失而导致的土壤结构的压实。在落期森林中，A0层中氮的浓度增加，并且在土壤中，橡树森林表面层的氮浓度降低了。在橡树林中，新鲜叶子和垃圾的氮浓度下降，据认为，氮利用效率会增加，以响应于去除卧式而导致的环境变化。这些结果可能导致橡树林表面土壤中氮浓度的降低。另一方面，尽管落期森林中的氮浓度没有变化，但每个叶子面积的叶重量增加，这被认为与干性相对应。在中等大小的土壤动物中，由于消除了低估，物种数量和丰度都降低了，落叶松森林的变化也更大。在落叶林的森林中，社区结构也发生了很大变化，导致功能组和分类单元的多样性丧失。大型土壤动物观察到了类似的结果，并确认了中等土壤动物层变化的反应。茶袋指数（TBI）表明，去除底层会降低有机物的分解速率。落期森林的下降显着。已经显示出理解去除会影响各种生态系统功能，而在落叶尔奇人工林中的影响要比橡树二级森林更大。有人提出，通过人造森林形成改变生态系统可能会增加对林下消失变化的脆弱性。