関東森林研究 67-1(2016)

速 報

土地利用履歴の違いが落葉広葉樹二次林における樹木の成長と窒素利用に与える影響について -茨城県北部とその周辺域の例Do land use history affect to growth and nitrogen use traits of Quercus serrata Murray?
北岡 哲＊1・原口 岳＊1・長谷川元洋＊1・滝 久智＊1・小山明日香＊1・五十嵐哲也＊1・岡部貴美子＊1・佐藤 保＊1
Satoshi KITAOKA＊1, Takashi HARAGUCHI＊1, Motohiro HASEGAWA＊1, Hisatomo TAKI＊1, Asuka KOYAMA＊1,Tetsuya IGARASHI＊1, Kimiko OKABE＊1 and Tamotsu SATO＊1＊１ 森林総合研究所
FFPRI, Matsunosato, Tsukuba, 305-8687
要旨：樹木の成長に強い影響を与える窒素は，酸性沈着物などにより供給されている場合を除いて，森林生態系では不足しがちな資源であると言われている。茨城県北部とその周辺の落葉広葉樹二次林には，草地から落葉広葉樹二次林に転用された林分がみられる。草地では，採草などによって草中窒素が系外へ持ち出されるため貧栄養条件になることから，土地利用履歴の違いが樹木の成長や窒素利用にもどのような影響を与えているのかを調査した。茨城県北部とその周辺にみられた 20-40 年生の，草地から転用された落葉広葉樹二次林と，草地からの転用ではない落葉広葉樹二次林で毎木調査を行い，主要構成樹種であるコナラの成長と葉中窒素濃度について調べた。その結果，個葉の窒素濃度，調査地あたりの窒素濃度には，草地由来の落葉広葉樹二次林と落葉広葉樹二次林の試料で差は見られなかった。幹本数は草地由来の調査地で減少する傾向がみられたが，胸高断面積合計には，前歴の違いによる差は見られなかった。これらの結果から北茨城周辺の約 30 年前に草地から転換された落葉広葉樹二次林のコナラと，落葉広葉樹林のコナラでは炭素固定と窒素利用に現時点では違いがみられないと推察される。
キーワード：草地, 落葉広葉樹二次林, 窒素, コナラ院, http://www.gsi.go.jp/MAP/index.html)と google map

Ⅰ はじめに樹木の成長に強い影響を与える窒素は，酸性沈着物などにより供給されている場合を除いて，森林生態系では不足(https://www.google.co.jp/maps/)を利用して航空写真からも過去と現在の土地利用状況を確認した。

しがちな資源であると言われている。茨城県北部とその周２．調査項目 2014 年 10 月から 2015 年８月にかけて辺の落葉広葉樹二次林には，草地から落葉広葉樹二次林に調査地の現地踏査と毎木調査を行った。調査対象の小林班転用された林分がみられる。草地では，採草などによって内に面積 0.1ha の円形プロットを設置し，胸高直径５cm

草中窒素が系外へ持ち出されるため貧栄養条件になり，こ以上の樹木について，毎木調査を行い樹種名と胸高直径をのため土地利用履歴の違いが樹木の成長や窒素利用にも記録した。また 2015 年８月下旬から９月上旬にかけて，1反映されて，成長や葉中の窒素濃度が低下している可能性

調査地につき胸高直径 15cm 前後の４個体のコナラから成がある。そこで，草地由来の落葉広葉樹二次林と，少なく熟葉を採集した。採集した葉はすみやかに実験室に持ち帰とも 30 年前には草地であった記録のない落葉広葉樹二次

り，蒸留水で洗浄して表面の汚れを落とした後，葉面積計

林の，前歴が異なる林の主要な樹種であるコナラに着目し，で葉面積を測定してから 70ºC で 48 時間乾燥させた。乾燥

その成長と葉の窒素濃度について調べた。

後，試料の乾重を測定し単位面積当たりの葉乾重(leafⅡ 方法

mass per area: LMA)を求めた後，粉砕機を用いて粉砕し，

１． 調査地 調査地は茨城県北茨城市関本町とその周窒素濃度の測定に供した(n = 5)。窒素濃度の測定には N-C

辺地域である福島県東白川郡塙町，同鮫川村，いわき市田

アナライザ(N-C900,島津製作所, 京都)を用いた。調査地あ人町に点在する国有林内の草地由来の落葉広樹二次林と，たりの総窒素濃度の推定には小見山ら(３)のアロメトリ式

落葉広葉樹二次林，各々５ヶ所，計 10 ヶ所である。約 30を用いて試算した。統計解析はウィルコクソンの順位和検

年前の林班図と最新の施業計画図を比較し，調査地の候補定を用いて，前歴の影響を５％水準で検定した。

を選定した。次に，地図，航空写真閲覧サービス(国土地理Ⅲ 結果と考察－ 175 －(2016 年 3 月 17 日受理)

総幹本数においては，草地を前歴とする調査地で，少なく続けていた林のコナラと成長と窒素利用においては，現時なる傾向がみられた(p< 0.01，図-1a)。しかしながら，コ点では差がみられないといえる。

ナラの幹本数と胸高断面積合計においては，差がみられな

しかしながら，葉の窒素濃度やその利用は土壌中の植物かった (p > 0.05, 図-1b,c)。このことは草地由来の広葉樹が吸収利用できる窒素量や種子生産への窒素の分配(Han林よりも，広葉樹二次林でコナラ以外の樹種の幹本数が多et al.(１))などの影響を受ける。今後の課題としてこれらのいためだと考えられる。

影響についても評価をすすめていく必要があると考える。

光合成速度，窒素含有量と強い相関を示すといわれる単謝辞：調査地の設定に際して関東森林管理局，茨城森林管位面積当たりの葉乾重(LMA)には差がみられなかった(図理署，磐城森林管理署，棚倉森林管理署の皆様からお力添-1d)。LMA の値は光環境を代表する指標としてしても使わえを頂いた。また窒素分析は森林総合研究所植物生態研究れている(Kitao et al. (２) )。このことから草地由来の広葉領域樹木生理研究室の皆様のお力添えを頂いた。本研究は樹林と落葉広葉樹林の葉試料の生育光の条件に大きな違

環境省環境総合推進費(課題番号 1-1401, 代表: 岡部貴美いはなかったと考えられる。コナラ個葉の窒素濃度は 15.9子)の支援を受けた。以上、記して感謝申し上げる。

から 22.6mg g-1 で前歴による違いは見られなかった(図引用文献-1e)。この傾向はアロメトリ式から試算した調査地あたり(１) Han，Q．et al．(2014) Oecologia 174：679-687．のコナラ葉の総窒素量についても同様で，前歴による違い(２) Kitao， M． et al. (2009) Environ． Pollut． 157:は見られなかった(図-1f)。 これらの結果から北茨城周辺の537-544．

約 30 年前に草地から落葉広葉樹二次林に転換された森林(３) 小見山章ほか (1992)「落葉広葉樹の資源量推定方を構成するコナラは，落葉広葉樹二次林として利用されて法に関する研究」(小見山章編)．pp．1-10．

写真－１． 調査地の様子 (上:草地由来の広葉樹林、下:対照とした広葉樹二次林)

図－1． 前歴の異なる落葉広葉樹二次林の毎木調査の結果とコナラの葉の特性(a:プロット内の総幹本数，b:プロット内のコナラの幹本数, c:コナラの胸高断面積合計，d:コナラの単位面積当たりの葉乾重(LMA)，e:コナラの葉の窒素濃度，f:プロットあたりのコナラの葉の総窒素量)－ 176 －