アカシア・マンギウム及びユーカリプタス・ぺリタ
植林は土壌養分環境にどのような影響を与えるか？
─インドネシア南スマトラ州における事例から─
佐々木卓也*1・太田誠一*1・沢悠希子*1・アグス ウィチャクソノ*2
インドネシアのカリマンタン地域でユーカリプタ

はじめにス・デグラプタとアカシア・マンギウム , 植林地を世界的なパルプの需要拡大に伴い，東南アジア熱比較した例では，材への K 蓄積量が前者で後者に帯地域においてはアカシア類，ユーカリ類などの早比べ顕著に大きいことが明らかになっており2），樹生樹を用いた商業造林が拡大している。特にインド種による利用特性の違いを反映したものであると考ネシアで 100 万 ha を超えるパルプ用植林地が存在えられる。したがって，こうした早生樹植林に伴うしており，そのほとんどが早生樹アカシア・マンギ

土壌養分消耗の程度や様式もまた樹種毎に異なるこ

1）とが予想される。

ウムである 。
早生樹植林では，生産の最大化を図るためおよそ東南アジア地域では，南米などに比べて早生樹植6〜8 年といった短いサイクルで植林‑伐採が繰り返

林の歴史が相対的に浅いため，その土壌養分環境へされ，収穫時には材と共にその中に含まれる養分もの影響に関する情報は未だ限られているのが現状で同時に系外へ持ちだされる。そのため早生樹植林のある1, 6）。本報告では，熱帯湿潤アジアの代表的な繰り返しは土壌養分の収奪を引き起こす可能性が高

早生樹種であるアカシア・マンギウム（1）く ，しかもこうした商業植林の多くが，熱帯地域）と，近年その造林面積が拡大しつつあるユーに固有の貧栄養土壌であるアクリソルやフェラルソカリプタス・ぺリタ（ルの分布する地域を主な対象地として実施される。

について土壌養分環境への影響を比較すると同時

その結果，こうした早生樹による短伐期施業の繰りに，その原因についても考察した。

返しが土壌養分プールの消耗・枯渇をもたらし，持続可能な木材生産の障害となる恐れが指摘されている2）。

）の 2 樹種

土壌のサンプリング
調査は 2007 年から 2009 年にかけてインドネシア

このため早生樹植林における合理的かつ持続的な共和国南スマトラ州で 19 万ヘクタールに及ぶアカ養分の利用・管理をどのように実現するかは早生樹

シア・マンギウム植林地を経営する P.T. Musi Hutan

植林の持続可能な経営の成否にかかわる重要課題でPersada 社の異なる 3 地域（3°32′S，104°6′E，3°あり，そのための技術・指針の提示が急務となって42S，104°0E，3°47′S，104°55E）において実施した。

いる。

海抜は 60 m から 200 m で，地形は緩やかな波状地

一般に樹木の養分の要求・利用特性は樹種毎に異3, 4, 5）なり，熱帯早生樹もその例外ではない。例えば形であり，1991 年から 2002 年までの年間降水量，年平均気温はそれぞれ 2750 mm，27.3℃で 11 月かTakuya Sasaki, Seiichi Ohta, Yukiko Sawa, Agus Wichaksono : The eﬀect ofplantation on soil nutrient condition in South sumatra, Indonesia*1 元・京都大学大学院農学研究科，*2 Musi Hutan Persada 社
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ら 4 月が多雨期，6 月から 9 月までが少雨期であ1）

サンプリングを行った。採取深度は 0〜1 cm，1〜2る 。また地質は砂岩，泥岩，粘土岩の互層から成cm，2〜5 cm，5〜10 cm，10〜15 cm，15〜20 cm

る第三紀の堆積岩であり，主要な土壌は Veti-hyper-である（n＝8）。また各林分から一定面積のリター

1）層を採取した（n＝11）。サンプル採取後はそれぞdystric Acrisol に分類された 。
異なる 3 地域においてそれぞれ，アカシア・マン

れの風乾重量を測定した後，一部を絶乾重測定用，ギウム（アカシア）とユーカリ・プタスペリータ

一部を養分分析用のサンプルとした。

（ユーカリ）の 3 年生林分を試験地として研究を実リターフォールのモニタリング施した。それぞれの試験林分は約 1 ヘクタールであ2009 年 6 月から 2010 年 6 月まで，詳細サンプリる。3 対象地共前植生はアカシア植林地であり，いングと同じ 1 地域の両樹種において 10 カ所のリ

ずれも 7 年生の時点で 2007 年 2‑7 月の間に伐採し，タートラップ（0.8 m×0.8 m）を設置しリターフォー

2008 年 2 月に各約 1 ヘクタールのアカシアとユールを採取した。リターフォールは月毎にまとめ，そカリ植林地を造成した。3 地域のアカシア林分とれぞれの絶乾重量を測定した後，月毎にコンポジッ

ユーカリ林分は，土壌条件が極力同じになるよう互トしたものを養分分析に用いた。

いに隣接して造成した。植栽後 3 年後のアカシアとユーカリの 3 地域における樹高及び胸高直径の平均

分析元素はそれぞれ，アカシアが樹高 : 12.6 m，胸高直径 :鉱質土層中の養分元素として，交換性 Ca，Mg，14.1 cm であり，ユーカリが樹高 : 13.0 m，胸高直径 :K と，P のうち植物が利用可能な形の指標として用12.7 cm であった。

いられる Bray2-P（Bray No. 2 法で定量した P 濃

土壌サンプリングは植栽木の成長に伴う土壌の時度），及び全 N について評価した。また交換性 Na

系列的変化を評価するための時系列サンプリングと交換性 Al，H を合わせて測定し，塩基飽和度のと，1 地点に絞ることでその変化をより詳細に評価計算に用いた。またリター層，リターフォール中のすることを目的とした詳細サンプリングから構成さ養分元素として全 Ca，Mg，K，N，P について評れている。また樹種間差が生まれる原因を考察する価した。

ために，リターフォールを採取し，樹種からの養分還元量を評価した。

土壌 pH への影響
図 1 に 3 年 3 か月にわたる時系列サンプリングに

時系列サンプリング各 3 地域の両林分で 2007 年 9 月から 2010 年 12よる土壌 pH 変化を 3 地域の平均値で示した。鉱質

月まで 3 ケ月毎に 0〜5 cm の土壌サンプリングを土層 0‑5 cm の pH は，2008 年の植栽時には両林分行い，pH の時系列変化を樹種間で比較した。それでほとんど差が認められなかったが，その後植栽木

ぞれの林分から土壌円筒を用いて 6 繰り返しで採取の生長と共に比較的早い時期からアカシアよりもしたものを 1 つにコンポジットし，蒸留水と 1 : 2.5

ユーカリで一貫して低い pH を示し，時間の経過との割合で混合したものから土壌 pH（H2O）を測定

共にその差はやや拡大する傾向が認められた。最終した。

時点において，ユーカリ表層土壌はアカシアよりも詳細サンプリング

約 0.3 低かった。また表層土壌の pH は季節変動を

3 地域のうち 1 地域を選び，ユーカリ林分，アカ示し，両樹種とも一般に少雨季に高く多雨期に低下

シア林分でより詳細な土壌サンプリングを行い，土する傾向を示した。立地や季節変動などが同様の条壌断面内での pH や養分元素の深さ方向の分布を比件下でこのような pH の違いが現れたことは，植栽較・解析した。サンプリングは植栽から約 2 年半後

樹種によって土壌への影響が明らかに異なることをの 2009 年の 9 月に行い，深度 20 cm まで深度毎に意味し，また多雨少雨といった季節的な変動を経て54

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もその違いが一貫していることを示している。に，3 地域のうちの 1 カ所を選定して行った詳細サ

以上の時系列サンプリングで示された樹種によるンプリングによる結果を図 2 に示した。土壌 pH は影響を次表層土壌まで拡大して明らかにするため全深度においてアカシア林よりユーカリ林で有意に低く，時系列サンプリングで認められたユーカリ林
土壌におけるより強い土壌酸性化は表層のみならず次表層においても同様に進行していることが明らかとなった。また両樹種の pH の違いは表層では約0.5 程度であったが，深さと共にその差は縮小傾向を示し 20 cm 深では約 0.4 であった。表層付近でより強い影響が出たことから，こうした樹種の違いは土壌に養分を供給する表層付近のリター層や表層付近に集中的に分布する根と関係している可能性が示唆される。一般にアカシア類などの窒素固定樹種ではその窒素固定，硝化の過程によって土壌酸性化を

図 1

アカシア植林地（■）及びユーカリ植林地（◇）の土壌 0‑5 cm における pH の時系列変化

図 2引き起こすことが知られており6），ハワイのユーカ
リプタス・サリグナとマメ科アルビジア・ファルカ

アカシア植林地（■）及びユーカリ植林地（◇）の土壌 0‑20 cm における pH 及び各養分元素の濃度の比較。* は植生間の有意差を示す（p＞0.05）。

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タリアを比較した研究では，植栽 8 年目のユーカリい値を示した。また，その樹種間差は 0‑5 cm で最で土壌 0‑15 cm の pH が植栽初期の 5.9 から 5.0 まも大きく深さと共に縮小傾向を示し，樹種の違いがで減少したのに対し，アルビジア林では 5.9 から 4.6その原因であること推定された。また土壌の全窒素7）まで減少したことが報告されている 。しかしなが濃度は窒素固定能を持つアカシア林でより高い傾向

ら本研究の結果では，それとは逆にユーカリ植林地が認められたものの，その差はわずかであった。以でより強い土壌酸性化が進んでおり，早生樹植栽に上の結果は，植栽後わずか 3 年にして樹種の違いがよる土壌酸性化の様相は一概にマメ科ー非マメ科の土壌養分環境に差異をもたらすこと，またその差異違いによって決まるものではなく，他のメカニズムは樹木細根による養分吸収やリター供給を経由したが働いている可能性を示唆している。

物質循環の主要な場である表層土壌の，特に交換性Ca と Mg ならびに Bray2-P に顕著に現れることが土壌養分元素への影響明らかとなった。

以上のように土壌 pH の影響が樹種によって異なるが，このことはその他の土壌理化学性への影響も

植林樹種の土壌―樹体系の養分存在量

また樹種によって異なること，また土壌 pH の違い

樹種の違いが土壌養分に上記のような違いをもたは樹種の養分利用特性の違いを反映している可能性

らした原因についてさらに考察するため，樹種間でを示唆している。そこで詳細サンプリングで得た土

特に違いの大きかった Ca，Mg 及び P の 3 元素を壌深度ごとのサンプルを用いて代表的な養分元素に対象として，樹体からのリターフォールを経由したついてその濃度を評価し，図 2 に示した。交換性

養分還元量，およびリター層中の養分蓄積量についCa，Mg 濃度は深さ 5 cm までユーカリ林でアカシて検討を行った。図 3 ではそれらとともに鉱質土層ア林より有意に低い一方で，5 cm 以深では同程度0‑20 cm までの蓄積量（kg/ha）を合わせて図示しの濃度に近づいていくことから，植栽樹種の違いがている。

表層付近の両イオン濃度差の違いをもたらしたと推図 3 に Ca，Mg ならびに P のリターフォール経定される。また塩基飽和度でも Ca，Mg の違いを

由の年間供給量，リター層中ならびに鉱質土層（0‑反映して深さ 5 cm までユーカリ林でアカシア林よ20 cm）中の現存量を示した。ただしリターフォーり有意に低かった。交換性 K では樹種間で明瞭な

ルとリター層については各元素の全量で，鉱質土層違いは見られなかった。

については交換性 Ca，Mg ならびに Bray2-P 量で一般に塩基交換容量に占める塩基イオン量の %示した。リターフォール経由の供給量ならびにリで示される塩基飽和度が低下すると土壌 pH も低下

ター層中の存在量は全 Ca，全 Mg，全 P 共に，一8）することが知られている 。例えば同じく南スマト

貫してユーカリよりもアカシアで多かった（図 4）。

ラでの先行研究によれば，チガヤ平原からアカシアリターフォールによる供給量とリター層中の存在量

植林地への改変は表層土壌中の交換性 Ca，Mg 濃の間でみられる樹種間の類似性は，リター層中の養度を減少させ，それにともない土壌 pH の低下をも分量はその起源であるリターフォール供給量を強く1）たらすことが明らかになっている 。従って，本研反映していることを示していた。鉱質土層の交換性究事例においても何らかの原因でユーカリ林表層土

Ca，Mg は上記の濃度差を反映してアカシアで，一壌の交換性 Ca，交換性 Mg の相対的に減少したこ

方で Bray2-P はリター層の濃度差とは逆に，ユーとが，pH 低下の一因であると推定された。

カリ林で存在量が大きかった。

一方，必須多量養分元素の 1 つである P を植物以上の結果から，Ca，Mg 存在量に違いが現れたに利用可能な Bray2-P 濃度で比較すると，交換性原因としては，以下に述べる 2 つの仮説を提示する

Ca や Mg とは逆にアカシア林でユーカリ林より低ことができる。1）ユーカリ林でアカシア林に比べ，56海外の森林と林業

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図 3

アカシア林（■）ユーカリ林（□）の 1 年間のリターフォールによる養分還元量とリター層中及び鉱質土層中の養分蓄積量の比較。鉱質土層中の Ca，Mg については交換性 Ca，Mg の量を，また Pについては Bray2-P の量を示している。

土壌交換性 Ca，Mg の生長に伴う樹体への吸収がユーカリのリター層からの溶存有機物はアカシアに大きく，相対的に土壌の蓄積量が小さくなった。2）

比べ，フェノール類，カルボキシル類などを多く含ユーカリ林でアカシア林に比べ，根系の発達する土んでいることが報告されている10）。ポリフェノール

壌より下層への溶脱が卓越したことにより，土壌のやフェノールカルボン酸は土壌を流下する過程で土蓄積量が小さくなった。

壌中のカチオンの洗脱を促進する特徴がある。こう1 の仮説が正しいとすれば，ユーカリ林においてしたリター層からの抽出物の性質の違いが土壌下層辺材，心材または樹皮といった支持組織への蓄積がへの溶脱量，および土壌―樹体系の蓄積量に違いを相対的に大きいこととなる。リターフォール経由の与えた可能性がある。

還元量がユーカリ林で低いこともこれを反映していP については，アカシア林でユーカリ林より鉱質るかもしれない。樹体バイオマスに占める辺材，心土層の Bray2-P が低く，一方リターフォール，リ材，樹皮のバイオマス量は多く，こうした部位の濃ター層中の存在量はアカシア林で低かった。先行研度差は土壌養分からの最終的な吸収量の違いに大き究から窒素固定樹種では他樹種に比べ P を吸収すく寄与する可能性がある。特にユーカリ類では樹皮るための酵素であるフォスファターゼ活性が高いこ

9）へのカルシウム濃度の高さが指摘されており ，樹とが分かっている11）。また本研究と同地域の土壌皮への蓄積量の違いが大きな原因であるかもしれな

0‑2 cm においても，アカシア林でユーカリ林よりい。しかしながらこうした仮説は前提として樹体―フォスファターゼ活性が高いという報告がある12）。

土壌系内で見た養分存在量の総和が両樹種で等し本研究においてもアカシアの P 利用性の高さにい，すなわちその植栽の過程で土壌のより下層へ溶

よって，ユーカリ林に比べ樹体への吸収が大きくな脱される養分量が両林分で等しいという仮定が必要

り，Bray2-P 存在量が相対的に低くなった可能性がである。

ある。また吸収量の差は，葉の P 濃度の樹種間差

一方仮説 2 が正しければ，樹体―土壌系全体で見た養分蓄積量がユーカリ林でアカシア林より小さいことを意味する。リターフォール，リター層における養分蓄積量の小ささもユーカリ林の樹体―土壌系にも反映され，リターフォール及びリター層中の蓄積量の違いを生み出した可能性がある。

持続的な森林経営と今後の課題

全体において循環する養分量の相対的小ささを反映

本研究よって植栽 2 年半の早い段階から，アカシした結果であるかもしれない。こうした下層への溶ア林とユーカリ林で土壌養分への影響が表れること

脱の原因の一つとして，降雨を通じてリター層からが明らかになった。本研究ではバイオマス中の養分抽出される可溶性物質の性質の違いが考えられる。

存在量を評価していないため，最終的に材として持海外の森林と林業

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ち出される収奪量を算定できないが，仮に下方への〔引用文献〕 1） 山下尚之ほか（2011）海外の植林と溶脱量に樹種間で差がないとすれば，伐採時，アカ林業 80 号，17‑22.

シア林で Bray2-P の残存量が，一方ユーカリ林で

est Ecology and Management : 131, 239‑253.

交換性 Ca，Mg の鉱質土層の残存量が小さいことが推察される。今回，限定された土壌地帯において研究を実施したため，ここで得られた土壌影響に関する結果を必ずしも一般化することはできないが，John Turner
1701‑1712.

2） J Mackensen. (2000) For3）. (2008) Forest and Management : 255,
4） Dan Binkley. (1998) Forest ecol-ogy and Management : 112, 79‑85.

5） E.B. Hardiyanto. (2004) Site management and Productivity in Tropical Plantation Forests : 93‑108.

6） Raven. (1990)

両樹種の養分利用特性そのものは恐らく普遍的であNew Phytol : 114, 369‑389.

ると考えられる。そのため，養分面から見て持続的

Ecology and Management : 80, 7‑56.

な早生樹植林を実現するための施肥を考える際，アBeery. (1971) The Ohio Journal of Science 71 (1) :カシア植林地では特に土壌 P のレベルに，一方ユー

43‑55.

9） P Hopmans

カリ植林地では Ca と Mg のレベルにそれぞれ留意する必要があると言えよう。なお，本報告では評価

and Management 59, 29‑51.

7） C. Rhoades. (1996) Forest
8） Maynard. (1993) Forest Ecology10） 中 村誠（2007）

熱帯早生樹のリター層を起源とする溶存有機物が土壌有機物に与える影響について（修士論文）

11） Benjaminを行わなかった樹体中への養分蓄積量ならびに収穫

Z. Houlton

時に持ち出される養分量の試算については現地での本志緒（2011）

伐倒調査を行い現在解析を進めているところである。

林地の堆積リター層・表層土壌におけるリンの可給性と. (2008) Nature : 454, 327‑239.と酸性フォスファターゼ活性（修士論文）

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