茨城県自然博物館研究報告

Bull. Ibaraki Nat. Mus.,（23）: 59-65（2020）

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資 料

三宅島の溶岩上の植生遷移と植生模型の製作
小幡和男＊・上條隆志＊＊（2020 年 8 月 6 日受理）

Plant Succession on Volcanic Lava in Miyake-jimaand Construction of Vegetation Models
Kazuo Obata＊ and Takashi KamijO＊＊（Accepted August 6, 2020）

Key words: Miyake-Jima, plant succession, vegetation models.

はじめにる遷移である．両者は植生の発達速度や植物と無機的環境の相互作用などが大きく異なる（上條，2010）．

ミュージアムパーク茨城県自然博物館では，2018

火山溶岩上の一次遷移はその進行が極めて遅く，一年 7 月 7 日から 9 月 17 日までの会期で第 72 回企画展

定の場所で一人の人間がその現象を観察することはで「火山列島・日本−大地との語らい−」を開催した．

きない．そこで，成立年代が異なる立地を選び，植生企画展では，火山における植生遷移を分かりやすく来を相互比較するクロノシーケンス研究と呼ばれる手館者に紹介することを目的に，三宅島において，火山法がある（上條，2010）．この方法を用いた日本の火溶岩上の植生遷移を調査し，さく葉標本，植生模型，山島での研究として，Tezuka（1961）は，立地の成立写真，調査データ等を展示した．特に，植生模型につ年代と植生の発達度合いを基にして，伊豆大島の一次いては，来館者が植生遷移という現象をイメージしや遷移と土壌の発達過程を示した．Tagawa（1964）は，すいように，調査データに基づいて精密な縮小模型を鹿児島県桜島において，成立年代の異なる溶岩原上製作した．の植生を比較して，一次遷移系列とその進行に要す

本報は，植生遷移の調査結果の報告とこれに基づく植生模型製作過程の記録を目的とした．

る年数を推定している．三宅島における研究として，
Hiroki and Ichino（1993） は 1962 年 と 1874 年 の 溶 岩
流上のオオバヤシャブシ，タブノキ，スダジイに着目

調査地についてし，種子散布様式が遷移の進行に重要であること示唆している．さらに，Kamijo et al.（2002）は，1983 年，植生遷移には一次遷移と二次遷移がある．火山の溶1962 年，1874 年，さらに 800 年以上大きな噴火の影

岩上で起こる植生遷移は典型的な一次遷移で，植物や響を受けていない立地上で，遷移の進行と土壌栄養塩土壌がまったくない状態から始まる遷移である．これの関係を詳しく論じている．服部ほか（2012）は，桜に対して二次遷移は，山火事跡地や放棄畑など土壌や島における Tagawa（1964）の研究をもとに，遷移の種子などの植物体があらかじめ存在する状態から始ま進行にかかる時間を再検証している．

* ミュージアムパーク茨城県自然博物館 〒 306-0622 茨城県坂東市大崎 700（Ibaraki Nature Museum, 700 Osaki,Bando, Ibaraki 306-0622, Japan）．
** 筑 波 大 学 生 命 環 境 系 〒 305-8577 茨 城 県 つ く ば 市 天 王 台 1-1-1（Faculty of Life and Environmental Sciences,
University of Tsukuba, 1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki 305-8577, Japan）．

小幡和男・上條隆志

60

三宅島では，島の中腹からふもとにかけて流出した

樹高 5 m 以上の木本については，幹および樹冠の位置，噴火年代の異なる溶岩流が分布しており，降水量や温樹高，胸高直径を記録し，現場で樹冠投影図を作成し度などの環境条件をほぼ一定にして遷移の研究をする

た．樹高 5 m 未満の木本と草本については出現種を記ことができる（上條，2010）．その溶岩流の代表的な録した．

ものは，① 1983 年，② 1962 年，③ 1874 年の溶岩流調査は，2018 年 4 月 13，14 日に実施した．

がある（Kamijo et al.，2002）．本研究では，この 3 世代の溶岩上の植生と，さらに 1983 年の溶岩上で海岸植生調査の結果と考察に近いため遷移の進行が遅れている場所⓪，さらにKamijo et al.（2002）が対象としていなかった 1000 以

各調査プロットに出現した植物を表 2 に示した．こ

上前と推定される溶岩上（姉ヶ潟溶岩上（津久井ほか，の調査で 43 種の維管束植物の生育を確認した．プロッ2005），現在は姉川神社）を④として加えて，5 カ所

ト⓪から④にかけて，遷移の進行に伴って出現する植に調査プロットを設置しで 5 段階の植生を調査した

物の種類と種数が変化しているのが分かる．種数につ（図 1，表 1）．

いては，1962 年の溶岩上のプロット②で 22 種と最も多くなり，その後の種の移り変わりはあるが種数はほとんど変化していない．

調査方法

各調査プロットの植生の概要について以下に述べ各調査地に 20 m × 20 m の調査プロットを設置し，枠内に生育する維管束植物を対象に調査を実施した．

る．
プロット⓪

オオバヤシャブシ，ハチジョウススキ，ハチジョウイタドリが粗に生える．まだ裸地に近い溶1874 年溶岩④

1000年以上前の溶岩岩の状態である．

N③

プロット① オオバヤシャブシの低木林（樹高 5 m）の下層にハチジョウススキ，ハチジョウイタドリが生②

1962 年溶岩

える．
プロット②

オオバヤシャブシの優占林にタブノキ，オオシマザクラなどが混じる（林冠の高さ 10 m）．
プロット③

タブノキ優占林にオオシマザクラ，ヤブニッケイなどが混じる（林冠の高さ 14 m）．

①

プロット④

スダジイ優占林にタブノキなどが混じる，亜高木層にヤブツバキが多く生える（林冠の高さ

1983 年溶岩⓪

調査区
調査プロット
⓪ 1983年溶岩（海岸･遷移の進行が遅い）① 1983年溶岩（中腹）② 1962年溶岩③ 1874年溶岩④ 1000～1500年前溶岩
1000年以上前の溶岩2km

図 1．調査プロットの位置と三宅島の主な溶岩流（Kamijoet al.（2002）をもとに作図）．
Fig. 1. Location of the survey plots and major lava flows on
Miyake-jima (drawing based on Kamijo et al. (2002)).

14 m）．
次に，各調査プロットに出現した樹高 5 m 以上の木本について，種名，個体数，胸高断面積合計，各調査プロットの基底面積を表 3 に示した．調査プロット①のオオバヤシャブシについては，すべての個体の胸高直径は測定できなかったので，便宜上 65 株 78 本の幹

表 1．調査プロットの位置のデータ．
Table 1. Local data of the survey plots.
調査プロット
住所
溶岩の年代
プロット⓪
三宅村阿古
1983年溶岩（海岸，遷移の進行が遅い）
プロット①
三宅村雄山
1983年溶岩（中腹）
プロット②
三宅村赤場暁 1962年溶岩
プロット③
三宅村神着
1874年溶岩プロット④
三宅村神着
1000年以上前の溶岩

緯度
北緯34度1分52秒
北緯34度2分33秒
北緯34度3分44秒
北緯34度3分53秒
北緯34度4分13秒

経度
東経139度17分41秒
東経139度18分11秒
東経139度19分58秒
東経139度18分55秒
東経139度18分10秒

標高 (m)
53424
27
17469

三宅島の溶岩上の植生遷移と植生模型の製作

61

表 2．調査プロットに出現した植物．
Table 2. Plant species of the survey plots.
調査プロット№
種 名⓪ ① ② ③ ④
1 ユノミネシダ Histiopteris incisa (Thunb.) J. Sm.
〇 〇2 ハチジョウススキ Miscanthus condensatus Hack.
〇 〇3 ハチジョウイタドリ Fallopia japonica (Houtt.) Ronse Decr. var. hachidyoensis (Makino) Yone 〇 〇 〇4 オオバヤシャブシ Alnus sieboldiana Matsum.
〇 〇 〇 〇
5 オオシマザクラ Cerasus speciosa (Koidz.) H.Ohba〇〇 〇6 ハチジョウベニシダ Dryopteris caudipinna Nakai〇 〇 〇 〇 〇7 ミズスギ Lycopodiella cernua (L.) Pic.Serm.
〇
8 カジイチゴ Rubus triﬁdus Thunb.
〇
9 ハチジョウアザミ Cirsium hachijoense Nakai〇
10 ヒサカキ Eurya japonica Thunb. var. japonica〇 〇 〇11 スイカズラ Lonicera japonica Thunb.
〇
12 サカキカズラ Anodendron afﬁne (Hook. et Arn.) Druce〇
13 トベラ Pittosporum tobira (Thunb.) W.T.Aiton〇
14 ヘクソカズラ Paederia foetida L.
〇15 クロマツ Pinus thunbergii Parl.
〇
16 ヒトツバ Pyrrosia lingua (Thunb.) Farw.
〇 〇17 ヒメユズリハ Daphniphyllum teijsmannii Zoll. ex Kurz
〇 〇18 ハチジョウイボタ Ligustrum ovalifolium Hassk. var. paciﬁcum (Nakai) M.Mizush.
〇 〇19 オオシマカンスゲ Carex oshimensis Nakai〇 〇20 アスカイノデ Polystichum ﬁbrillosopaleaceum (Kodama) Tagawa〇 〇 〇21 テイカカズラ Trachelospermum asiaticum (Siebold et Zucc.) Nakai〇 〇 〇22 イヌビワ Ficus erecta Thunb. var. erecta〇 〇 〇23 タブノキ Machilus thunbergii Siebold et Zucc.
〇 〇 〇24 ヤブニッケイ Cinnamomum yabunikkei H.Ohba〇 〇 〇25 オオムラサキシキブ Callicarpa japonica Thunb. var. luxurians Rehder〇〇
26 アオノクマタケラン Alpinia intermedia Gagnep.
〇〇
27 ヤブツバキ Camellia japonica L.
〇〇
28 アリドオシ Damnacanthus indicus C.F.Gaertn. var. indicus〇
29 ウツギ Deutzia crenata Siebold et Zucc.
〇
30 ガクアジサイ Hydrangea macrophylla (Thunb.) Ser. f. normalis (E.H.Wilson) H.Hara〇
31 ヘラシダ Deparia lancea (Thunb.) Fraser-Jenk.
〇
32 ヤツデ Fatsia japonica (Thunb.) Decne. et Planch.
〇
33 オオバエゴノキ Styrax japonicus Siebold et Zucc. var. kotoensis (Hayata) Masam. et Suzuki〇 〇34 ツルグミ Elaeagnus glabra Thunb.
〇 〇35 スダジイ Castanopsis sieboldii (Makino) Hatus. ex T.Yamaz. et Mashiba〇 〇36 イヌマキ Podocarpus macrophyllus (Thunb.) Sweet f. spontaneus H.Ohba et S.Akiyama〇
37 ウラシマソウ Arisaema thunbergii Blume subsp. urashima (H.Hara) H.Ohashi et J.Murata〇
38 カクレミノ Dendropanax triﬁdus (Thunb.) Makino ex H.Hara〇
39 カラスザンショウ Zanthoxylum ailanthoides Siebold et Zucc.
〇
40 シキミ Illicium anisatum L.
〇
41 シロダモ Neolitsea sericea (Blume) Koidz.
〇
42 フウトウカズラ Piper kadsura (Choisy) Ohwi〇
43 ホソバカナワラビ Arachniodes exilis (Hance) Ching〇合 計
6 9 22 21 20

調査プロット
⓪ 1983年溶岩（海岸･遷移の進行が遅い）① 1983年溶岩（中腹）② 1962年溶岩③ 1874年溶岩④ 1000年以上前の溶岩の直径を 3 cm として計算した．遷移の進行に伴う基ており，比較的早いステージで優占している．図 3 に底面積の変化と，さらに横軸に溶岩の年代（噴火からより，遷移の進行に伴う基底面積の変化は，最初のの経過年数）を用いて表した出現種数と基底面積の変100 年で大きく増加し，その後ゆっくりと増加する傾化について，それぞれ図 2 と図 3 に示した．

向にある．それに対して，出現種数から見る生物多様

表 3 および図 2 により，森林の優占種が，①バヤシャブシ→③→②オオ性の変化は基底面積の変化より早く，最初の数十年でオオバヤシャブシ，タブノキ急激に増加してそれ以降はほとんど変化しないか，収タブノキ，オオシマザクラ

→

④

スダジ

斂的に減少する傾向にある．

イ，タブノキ，ヤブツバキと移り変わっているのが分

次に，図 4 に各調査プロットの樹冠投影図（現地のかる．この地域の極相林と言われる照葉樹林の一構成

写真，植生模型を対にして示した）を示した．すべて

種タブノキが調査プロット②で第 2 位の優占種となっのプロットで図の上下が斜面の傾斜の上下と一致して

小幡和男・上條隆志

62

表 3．調査プロットに出現した樹木の個体数，胸高断面積，基底面積．
Table 3. Population, cross section at breast height and basal area of trees of the survey plots.
調査プロット
種名①
オオバヤシャブシ
オオバヤシャブシ
タブノキ②
オオシマザクラヤブニッケイクロマツ
タブノキ
オオシマザクラヒメユズリハオオバヤシャブシ
ヒサカキ③イヌビワ
ヤブニッケイ
スダジイ
ハチジョウイボタ
オオバエゴノキ
スダジイ
タブノキ
④
ヤブツバキ
カラスザンショウ

個体数
65810222113342
3111154
17
1

350.0

67.7

120.7

311.5

300

オオバヤシャブシ
オオシマザクラ
タブノキ
スダジイ
ヒメユズリハ
ヤブツバキ
その他

150.0

15200

10150

数

200.0

20

250

種

250.0
基底面積（㎡／ha）

基底面積（㎡ /ha）
1.4

350

300.0

100

5

50
0

100.0

0200

400

600

溶岩流の年数（年）

800

01000

図 3．溶岩流の経過年数に伴う出現植物種数および基底面積の変化．
Fig. 3. Changes in the number of plant species and basal areawith the age of lava flow.

50.00.0

胸高断面積合計（㎡ /ha）
1.4
40.8
16.5
4.9
3.9
1.673.4
29.3
5.7
4.8
3.9
1.2
1.10.80.50.4247.4
37.3
26.00.8

1①③32②
調査プロット4④

図 2．各調査プロットにおける基底面積．
Fig. 2. Base area of each survey plot.

林）となる．一次遷移は，草本群落→低木林→陽樹林→陰樹林という系列が一般的であるといわれるが，三宅島の溶岩上で見られる植生遷移の特徴としては，遷移の初期段階で木本植物であるオオバヤシャブシが侵いる．プロット⓪から④にかけて，遷移の進行に伴っ入する，陰樹であるタブノキが早い段階で侵入し，陽て，林冠のうっ閉率，常緑樹の占める割合がそれぞれ樹林でタブノキが第 2 位の優占種となっている，とい増加しているのが分かる．

うことである．また，極相群落を構成する草本植物，この研究結果から，三宅島の火山溶岩上の一次遷移木本植物ともに遷移の早い段階で侵入しているものが系列は，溶岩の裸地→ハチジョウススキ，ハチジョウ多くあることが分かった．これらの結果は，Kamijo et

イタドリを伴ったオオバヤシャブシ低木林→オオバヤal.（2002）とほぼ一致しており，先行研究の結果を補シャブシを優占種とする陽樹林→タブノキを優占種と完する役割を果たしたと考えている．

する陰樹林→スダジイを優占種とする陰樹林（極相三宅島の溶岩上の植生遷移と植生模型の製作

プロット⓪ オオバヤシャブシ，ハチジョウススキ，ハチジョウイタド
リが粗に生える．

プロット① オオバヤシャブシの低木林（樹高5m）の下層にハチジョウ
ススキ，ハチジョウイタドリが生える．

プロット② オオバヤシャブシの優占林にタブノキ，オオシマザクラなどが混じる（林冠の高さ10m）．

プロット③ タブノキ優占林にオオシマザクラ，ヤブニッケイなどが混じる（林冠の高さ14m）．
タブノキ
ヤブツバキ
スダジイ
ヤブツバキ ヤブツバキ

ヤブツバキ

ヤブツバキ ヤブツバキ
カラスザンショウ

ヤブツバキ

タブノキ

ヤブツバキ

プロット④ スダジイ優占林にタブノキなどが混じる，亜高木層にヤブツバキが多く生える（林冠の高さ14m）．

タブノキ

スダジイ
スダジイ

ヤブツバキ
ヤブツバキ

スダジイ
ヤブツバキ

ヤブツバキ

スダジイ

タブノキ

20m×20m
大きな円は樹冠ああ
小さな円は幹を表す
黄緑：落葉樹 緑：常緑樹

図 4．各調査プロットの樹冠投影図，風景，植生模型．
Fig. 4. Canopy projections, landscapes and vegetation models of each survey plot.

63小幡和男・上條隆志

64

植生模型の製作について
植生模型の製作は，有限会社ティーアンドティー（代表取締役社長 塚田和美 〒 322-0047 栃木県鹿沼市酒野谷 248）に委託した．
植生模型の縮尺は，67 分の 1 とした（20 m × 20 mの調査プロットの方形枠を 30 cm × 30 cm に縮小，高さについても同じ縮尺）．植生模型の写真は図 4 に樹冠投影図と対応してみられるように示した製作に当たって，次の資料を用意した．
1 樹冠投影図
2 鳥瞰見取図

図 5．ケースに収めた植生模型．
Fig. 5. Vegetation models in a case.

3 個々の樹木の樹高と胸高直径のデータ
4 樹木の種ごと，樹高ごとの側面図（プロファイル）
5 調査地の写真および植物種ごとの写真資料
6 林床のおもな草本植物の模式図（イメージの分かるもの）
製作は 2018 年 4 月〜 6 月に行った．
製作に当たって工夫したことは，樹木の樹冠の色については，落葉樹は黄緑色，常緑樹は深緑色とした．
樹木の樹皮については，色，模様などをできるだけ実物に近づけた．下生えの植物については，いろいろな材料を使って質感を高めた．例えば，ハチジョウイタ
ドリは，耐久性を高める処理をしたコツボゴケの実物を用いた．また，植生模型に同縮尺の人模型を配置し，実感できるようにした．さらに，5 つの植生模型は，

図 6．ミュージアムパーク茨城県自然博物館第 72 回企画展「火山列島・日本−大地との語らい−」の展示風景．
Fig. 6. A scene of the 72nd Exhibition “Volcanic Activity on theIslands of Japan” in Ibaraki Nature Museum.

これらを収納するプラスチックケースを用意し，効率よく運搬できるようにした（図 5）．
植生模型は，ミュージアムパーク茨城県自然博物館の第 72 回企画展（図 6）で展示した後も，NHK 高校
講座生物基礎 2018 年度第 31 回「植生の遷移」（2018年 12 月 4 日 14:40-15:00 NHK E テレで放映），同じく2019 年度生物基礎第 31 回「植生と遷移」（2019 年 12月 3 日同時間で放映）に使用，富山市科学博物館の2019 年度特別展「タテヤーモ火山局」（2019 年 7 月13 日〜 9 月 8 日開催）に展示（図 7），上條が三宅島で行った「雄山における東京都版エコツーリズムの『東京都自然ガイド』認定講習」（東京都三宅村アカコッコ館，2019 年 11 月 22 日）において「伊豆諸島の植物」のテーマで行った講演で展示解説，2020 年度の筑波大学の講義（総合科目森林，生態学）などで使用している．今後もいろいろな場面で活用していきたい．

図 7．富山市科学博物館 2019 年度特別展「タテヤーモ火山局」の展示風景．
Fig. 7. A scene of the Special Exhibition 2019 “TatejamoVolcano Bureau” in Toyama Science Museum.

三宅島の溶岩上の植生遷移と植生模型の製作

謝辞

本研究を進めるにあたって，現地調査において津村一，加倉田学，川越みなみ，岡島菜穂子の各氏の協力を得た．富山市科学博物館の展示では特別展チーフの増渕佳子氏にお世話になった．各位に深く感謝の意を表する．

引用文献
服部 保・南山典子・岩切康二・栃本大介．2012．照葉樹林帯の植生一次遷移−特に桜島の溶岩原について−．植生学会誌，29 (2): 75-90.
Hiroki, S. and K. Ichino. 1993. Difference of invasion behavior
between two climax species, Castanopsis cuspidata var.

（キーワード）: 三宅島，植生遷移，植生模型．

65

sieboldii and Mechilus thunbergii, on lava flows on Miyakejima,
Japan. Ecological Research, 8: 167-172.
Kamijo, T., K. Kitayama, A. Sugawara, S. Urushimichi and K.
Sasai. 2002. Primary succession of the warm-temperate broadleaved forest on a volcanic island, Miyake-jima, Japan. Folia
Geobotanica, 37: 71-91.
上條隆志．2010．森の遷移．森林学への招待．pp. 13-25，
筑波大学出版会．
Tagawa, H. 1964. A study of the volcanic vegetation in Sakurajima, south-west Japan. 1. Dynamics of vegetation. Memoirs ofthe faculty of science, Kyushu Unjversity, Series E, (Biology),
3: 166-229.
Tezuka, Y. 1961. Development of vegetation in relation tosoil formation in the volcanic island of Oshima, Izu, Japan.
Japanese Journal of Botany, 17: 371-402.
津久井雅志・川邉禎久・新堀賢志．2005．三宅島火山地質図．産業技術総合研究所地質調査総合センター．