関東森林研究論 文72-1(2021)

東京大学秩父演習林で発生した森林火災が土壌無脊椎動物に与えた影響
才木道雄 1 ・鈴木智之 2
１ 東京大学秩父演習林
２ 東京大学北海道演習林
要旨：東京大学秩父演習林で発生した森林火災の被害地とそれに隣接する無被害地で，火災翌年に羽化トラップによる土壌無脊椎動物の捕獲調査を行った。捕獲された全個体数およびハエ目，ハチ目などの分類群の個体数は被害地のほうが少なかった。
延焼の直接的影響だけではなく，延焼によりリター層が少なくなったことの間接的影響によって，地表近くの土壌無脊椎動物の個体数が減少したと考えられた。一方で，トビムシ目など一部の分類群では被害地で個体数が多くなった。被害地は土壌表層のリターが焼失したのみだったため，リター層より深い場所に生息していた個体には影響が及ばなかったと考えられる。
キーワード：森林火災，土壌無脊椎動物，リター

Effect of Forest Fire on Soil Invertebrates in the University of Tokyo Chichibu Forest
Michio SAIKI 1, Satoshi SUZUKI 2
The University of Tokyo Chichibu Forest, Chichibu, Saitama 1
The University of Tokyo Hokkaido Forest, Furano, Hokkaido 2
Abstract: We sampled soil invertebrates by soil emergence traps in burned and unburned areas in the next year of a forest groundfire in the University of Tokyo Chichibu Forest. The number of individuals of total invertebrate and of some taxa such Diptera,Hymenoptera were fewer in the burned area than the unburned area. Not only direct effects of fire but also indirect effects due toburning off litter might reduce the number of soil invertebrates near the surface. The number of individuals of other taxa such as
Collembola was higher in burned area than unburned. As the fire burned off only the surface layer of soil, the invertebrates living
deeper layer of soil might be less affected by the fire.
Key-word: Forest fire, Soil invertebrates, litter

Ⅰ はじめにることもあれば，土壌有機物や樹木や林床植生が焼失し土壌に永続的あるいは一次的に生息し，そこで何らかて食物資源や生息環境が激変することによる間接的な影の活動を行なっている動物群である土壌動物は，空間的・響を受けることもあると予想される。しかし，火による時間的変化に伴ってその群集構造を変化させる（１）。土

撹乱が土壌動物に与える影響を扱った研究は少ない。

壌動物にとって土壌有機物は食物資源や生息資源として筆者らは，埼玉県秩父市にある東京大学大学院農学生

重要で，土壌有機物の蓄積量が土壌動物の侵入や定着に命科学研究科附属演習林秩父演習林（以下，秩父演習林）影響を及ぼすことが知られている（７）。また，土壌動物で発生した森林火災の被害地とそれに隣接する無被害地

は階層構造や林床植生の貧弱な森林では林内の気象条件に羽化トラップを設置し，土壌から発生する土壌無脊椎の不安定化などの環境変化の影響も受けるなど（15），土動物の捕獲調査を行った。その結果，火災被害の有無に壌環境だけでなく，そこに成立する森林環境からも複雑よって捕獲状況に明らかな違いがあったので報告する。

な影響を受けている。森林環境は自然あるいは人為的に発生する撹乱により急激な環境変化が起きることがある。

Ⅱ 方法

例えば，森林における火の発生は，それが自然発生であ

１．火災の概要と調査地 火災は 2017 年 11 月 21 日

れ人為的発生であれ，その環境や生態系に与える影響は昼過ぎに発生した。秩父演習林利用者が調査に使用して大きい。火による直接的な影響により土壌動物が死滅すいた小型無人機ドローンが墜落し，離脱した充電池より－73 －（受理日 2021 年 1 月 12 日）

出火したとみられた。消防署と消防団による消火活動に容物の回収時にトラップの転倒や破損などが確認されたより，翌日 15 時頃に鎮火した。この火災では立枯木など６基分は除外した（被害区：６月 26 日～７月 10 日設置

で数ｍの高さまで燃え上がったものの，主な燃焼物は落分の２基，対照区：６月 26 日～７月 10 日設置分の１基，葉落枝や倒木で，生木の被害の多くは地際部にとどまる

９月４日～９月 18 日設置分の２基，９月 18 日～10 月２

地表火であった。延焼範囲は，出火地点より斜面上方向

日設置分の１基）。被害の有無と回収日を固定効果，トラの約 4.5ha であった。延焼範囲には，太平洋山地帯のイップをランダム効果として，回収日ごとの捕獲個体数をヌブナ・ツガ・ブナ優占林の動態を解明するために設置

一般化線形混合モデル（ポアソン分布を仮定）で解析しされた大面積プロット（17）の毎木調査区が含まれていた（Wald 検定）。解析対象は捕獲数が 50 個体以上の分類た。大面積プロットの毎木調査区では 25ｍ四方の区画に群とした。解析には R version 3.5.1（11）を使用した。

分割し，地上 1.3ｍ部の周囲長が 15.7cm 以上の樹木を調査対象として個体識別番号を付けて，５年ごとに毎木調Ⅲ 結果と考察査を行っている(４，12，18)。そこで，毎木調査区内の被害区内にあった調査対象木のうち，枯れが 25.1％，火災被害地 15 区画を被害区とし，等高線方向に隣接すほぼ枯れが 2.9％，半分枯れが 1.7％，少し枯れが 0.6％，る無被害地の 15 区画を対照区とした。
火災被害前の 2014

先枯れが 0.0％，下枯れが 5.0％，葉しおれが 1.7％，被年の毎木調査資料によると(４)，被害区の生木は 42 種

害なしが 63.0％だった（図－１）。全天写真からもとめで，高木種はイヌブナ・ツガ・アカシデ・コハウチワカ

た林冠空隙率は，被害区が 5.5～30.1％，対照区が 7.0～

エデ・ブナ，小高木種はリョウブ，低木種はアセビが多14.1％で，統計的に有意な差があるとはいえなかった（Ｐく，この７種で全体本数の 79％を占めていた。また，対= 0.19，Ｕ = 81，ｎ1 = ｎ2 = 15）。林床合計被覆率は，照区内の生木は 42 種で，高木種はイヌブナ・ブナ・サワ被害区が 39～75％，対照区が 71～100％で，統計的に有シバ・ツガ・コハウチワカエデ，小高木種はリョウブ，意な差があった（Ｐ < 0.01，Ｕ = 5，ｎ1 = ｎ2 = 15）。

低木種はアセビが多く，この７種で全体本数の 73％を占めていた。
火災の発生した時期は落葉樹の葉が全て落ち，林床にはリターが数 cm 堆積した状態であった。
２．調査方法 樹木の被害状況を把握するため， 2018
年６月に被害区内にある大面積プロット調査対象木の生死および衰弱状況を確認した。被害レベルは葉の状態から８段階に区分した（被害なし，枯れ（葉なし），ほぼ枯れ（半分より多くの葉なし），半分枯れ（おおよそ半分の図－１. 被害レベルの本数割合（%）

葉なし），少し枯れ，先枯れ，下枯れ，葉しおれ）。

Fig.１ Percentage of damage level (%)

被害区と対照区の林内環境を比較するため，2018 年６月，被害区と対照区内の任意の地点で林冠空隙率と林床羽化トラップで捕獲された土壌無脊椎動物は，不明幼合計被覆率（林床植生被覆率＋リター被覆率）を計測し，虫を含めて被害区が 19 目 4613 個体，対照区が 17 目 7180

両区の差の有無を Mann-Whitney U test で検定した。林個体で，被害区のほうが有意に少なかった（表－１，GLMM,冠空隙率は撮影した全天写真画像を CanopOn2 (http://ta

被害の有無 Ｐ < 0.001）。捕獲数が 50 個体を超えた目

kenaka-akio.org/etc/canopon2/)で解析した。林床合計被覆のうち，ダニ目（Ｐ < 0.001），クモ目（Ｐ < 0.001），率は初ら（３）の方法に従った。ただし，本調査地は急ハエ目（Ｐ < 0.001），チョウ目（Ｐ < 0.05），ハチ目

傾斜で撮影が難しかったため，解析範囲は 50cm 四方と（Ｐ < 0.001）は被害区で有意に少なく，トビムシ目（Ｐし，解析にはフリーソフトの GIMP を使用した。

< 0.05），カメムシ目（Ｐ < 0.05），コウチュウ目（Ｐ <土壌無脊椎動物の捕獲は，2018 年６月 26 日から 10 月0.001）は対照区で有意に少なかった。ただし，ダニ目や２日までの約３ヶ月，羽化トラップ（60cm×60cm×60cm）

トビムシ目などの非飛翔性の分類群については，羽化トを用いて行った。羽化トラップは各区内の任意の地点にラップの網を登ってきたものだけが捕獲されているため，３基ずつとし，約２週間ごとに内容物を回収した後，場捕獲されている種には偏りがあると考えられることは留所を変えて再設置を繰り返した。回収した土壌無脊椎動意する必要がある。カジリムシ目は統計的に差があると物のうち，最も捕獲数の多かったハエ目は科レベル，そはいえなかった。捕獲数が最も多かったハエ目は被害区

れ以外は目レベルで分類してエタノール標本にした。内が 22 科 1681 個体，対照区が 25 科 4218 個体で，被害区－74 －関東森林研究72-1(2021)

表－１. 捕獲された土壌無脊椎動物の個体数のほうが有意に少なかった（表－２，Ｐ < 0.001）。ハエTable.１ Number of soil invertebrates

目では捕獲数が 50 個体を越えた全ての科で，対照区よりも被害区の捕獲数のほうが有意に少なかった（ナミキ被害区

対照区

カニムシ目

10ノコバエ科：Ｐ < 0.001，クロバネキノコバエ科：Ｐ <ザトウムシ目

2190.001，タマバエ科：Ｐ < 0.001，ヌカカ科：Ｐ < 0.001，

ダニ目223522

クモ目

4981

ヤスデ綱

12ムカデ綱

64

トビムシ目1107829

イシノミ目

11

カワゲラ目

10

そ４割の樹木に枯れや葉のしおれなどの被害が確認されハサミムシ目57た。地表火でも地際部形成層が破壊されることで樹木はバッタ目

511

カジリムシ目6651

枯死するため（６），地際部にリターの堆積が多かった樹

アザミウマ目2124

木を中心に被害を受けたものと考えられる。林冠空隙率

カメムシ目

6337は，被害区と対照区で明確な差は認められなかった。一アミメカゲロウ目

54

コウチュウ目

256169方，被害区の林床合計被覆率は対照区と比べてかなり低

ハエ目

19553944

かった。調査地周辺は高密度化するニホンジカの影響に

ユスリカ科：Ｐ < 0.001，オドリバエ科：Ｐ < 0.05，ノミバエ科：Ｐ < 0.001）。
秩父演習林で発生した火災は主にリター層や樹木の地際部を燃焼させる地表火であったが，被害区では，およチョウ目

2445

より林床植生が衰退していたことから，林床合計被覆率

ハチ目7651416の違いは主にリター層の焼失によるものと考えられる。

幼虫

3824

これらの結果は，火災被害翌年では地表火による影響が林冠部で少なく，地表部で多かったことを示している。

表－２. 捕獲されたハエ目の個体数

ただし，地表火による樹木の枯死は火災被害２年目以降

Table.２ Number of Diptera

も続くことから（６），今後，被害区では枯死木（枝）の折損により林冠空隙率は増加し，逆に衰弱木や枯死木（枝）

被害区

対照区

ヒメガガンボ科

36ガガンボ科

10ケバエ科

01ケヅメカ科

01

ツノキノコバエ科

46

ナミキノコバエ科

41147

対照区よりも被害区で捕獲数が少なかった。捕食性のア

クロバネキノコバエ科

553

882

ブ類は伐採により林床に放置された腐朽木の堆積に伴っ

タマバエ科

438

1035

チョウバエ科811て羽化数が変動することが知られており（16），マツ属のの発生による落葉落枝や腐朽木の地表部への供給量の増加により，林床合計被覆率が増加する可能性もある。
羽化トラップでの捕獲数が最も多かったハエ目では，ニセケバエ科018

重要な害虫であるマツノタマバエは落葉落枝の除去管理

ヌカカ科

17244を行った林分での羽化数が少ないことが知られている

ユスリカ科

128987シギアブ科112（５）。これらの先行研究は，ハエ目の一部の種では，羽オドリバエ科

2157

化数が落葉落枝や林床に堆積した腐朽木に影響を受ける

アシナガバエ科

1918

ノミバエ科

404717

ことを示唆する。秩父演習林で発生した火災でも，火にクロツヤバエ科

20よる直接的な影響と落葉落枝や腐朽木が焼失したことに

シマバエ科

017

よる間接的な影響により，ハエ目のほか，ダニ目，クモクチキバエ科10

ハナホソバエ科

110目，チョウ目，ハチ目など一部の分類群の個体数が減少

キモグリバエ科128したものと考えられる。一方，トビムシ目，カメムシ目，トゲハネバエ科

03

フンコバエ科27

コウチュウ目では，対照区よりも被害区で捕獲数が多か

ショウジョウバエ科

245った。中村ら（10）が秋季に行った大型土壌動物の生息

ヒメイエバエ科

11

深度調査では，全個体数の 18％が地表，15％がリター層，イエバエ科

30

クロバエ科

82

ニクバエ科

01いる。特に，トビムシ目はＡ層までの比較的上層に多くヤドリバエ科

02生息するものの，秋から冬にかけてはより下層のＢ層で51％が深さ 10cm，それ以上の深さで 16％が採集されて分類は「日本産昆虫目録」に準ずる

増加する傾向があることが知られている（13）。伐採搬出

ただしセダカバエ科はオドリバエ科に含む－75 －

して燃料となる植物体量が少ない状態で焼畑を行うと火（５）細田浩司・岸 洋一・小倉健夫（1997）林床の状力が弱く焼きむらができ，焼け残った木を積み上げて再態により大きく変動したマツノタマバエの羽化消長．日

点火しても土壌の温度上昇は深さ 2.5cm で 25.5℃，深さ林誌 79：242-245．

５cm で 13.5℃，深さ 7.5cm で 8.5℃程度であったという（６）五十嵐陽子・竹村歩美・岸 洋一（2001）東京農実験結果も報告されている（９）。秩父演習林の火災被害

工大学唐沢山演習林に発生した地表火の樹木に及ぼした地は火災発生以前に伐採等の人為的な影響を受けておら影響．日林誌 83：351-354．

ず，燃料となる植物体が多い状態とはいえなかった。ま（７）伊藤大輔・福永健司・吉田 寛（2009）緑化法面

た，Kalisz and Powell (８)によると，野焼き（prescribedにおける土壌動物と環境要因との関係．
日緑工誌 35：206-fire）による土壌無脊椎動物への影響は地中性のものよ209．

り林床性の生息種で大きいことがわかっている。以上に（８）Kalisz P. J. and Powell J. E.（2000）Effects of prescribedより，秩父演習林で発生した火災では火力がさほど強く

fire on soil invertebrates in upland forests on the Cumberland

なく，リター層より深い場所に生息していた一部の分類

Plateau of Kentucky, USA. Natural Areas Journal 20 ：336-341.

群には大きな影響を及ぼさなかったことが考えられる。

（９）鎌田磨人・中越信和・高橋史樹（1987）焼畑の火

ザンビアの熱帯季節林でも，森林火災跡でハチ目やハ入れが埋土種子の発芽に及ぼす影響．日生態学誌 37：91-

エ目に負の影響が見られるなど本研究と同様の傾向が見100．

られた一方で，本研究で正の影響の見られたカメムシ目（10）中村好男・藤川徳子・山内克典・田村弘忠（1970）やコウチュウ目にも負の影響が見られた（14）。また，同北海道の天然林と人工林における土壌動物相．日林誌

様のリター層の減少であっても，ニホンジカの高密度化

52：80-88．に伴うリター層の薄化と土壌孔隙度の低下によりクモ目（11）R Core Team (2018) R: A language and environment forやコウチュウ目が負の影響を受け，ハエ目やカメムシ目

statistical computing. R Foundation for Statistical Computing,は顕著な影響を受けないことが報告されており（２），本Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/.

研究とは異なる傾向が見られた。以上の結果は，撹乱の（12）澤田晴雄・大村和也・芝野伸策・藤原章雄・梶 幹

種類が同じでも環境条件や撹乱の強度によって，また，男（2006）秩父演習林大面積長期生態系プロットにおけ同様の環境変化でも撹乱の種類によって，その影響が大る毎木調査資料（1994-2005 年）．演習林（東大）45:71-きく異なることを示唆する。撹乱による土壌動物への影

218．

響とその要因の解明のためには，撹乱の種類とその規模，（13）下川利之（1981）アカマツ林の下層植生の調節と時季，地域等に応じた影響評価を行う必要性がある。

A0 層の除去がきのこと土壌生物に与える影響．
森林立地
23（1）
：１-８．

謝辞：本研究は「サントリー天然水の森 東京大学秩父（14）Sileshi G. and Mafongoya P. L.（2006）The short-term演習林プロジェクト研究助成金」の助成を受けて行った。

impact of forest fire on soil invertebrates in the miombo.

土壌無脊椎動物の分類は志津木真理子氏にご協力いただ

Biodiversity and Conservation 15：3153-3160.

いた。ここに記して御礼申し上げる。

（15）ソン ゼェタク・薛 孝夫（2004）造成樹林の生態系回復の指標としての林床植生および土壌動物相の有引用文献

効性．日緑工誌 30：21-26．

（１）青木淳一（1973）土壌動物学．北隆館，東京，814pp．

（16）末吉昌宏・佐藤大樹（2010）育成天然林施業がや（２）敦見和徳・奥田 圭・小金澤正昭（2015）ニホン

んばるの森の腐朽木に生息する捕食性アブ類（双翅目）ジカの高密度化による林床環境改変が初夏型の土壌動物群集に与える影響．日林誌 92：255-260．

群集に与える影響．森林立地 57：85-91．

（17）東京大学大学院農学生命科学研究科附属演習林秩（３）初 磊・石川芳治・白木克繁・若原妙子・内山佳父演習林（2012）秩父演習林第 10 期教育研究計画（2011

美（2010）丹沢堂平地区のシカによる林床植生衰退地に（平成 23）年度～2020（平成 32）年度）．演習林（東大）

おける林床合計被覆率と土壌侵食量の関係．日林誌 92：

51：177-266．

261-268．

（18）吉田弓子・丹羽悠二・五十嵐勇治・千嶋 武・原（４）原口竜成・齋藤俊浩・吉田弓子・高徳佳絵・丹羽口竜成・大村和也（2012）秩父演習林大面積プロットに悠二・五十嵐勇治（2016）秩父演習林大面積プロットにおける毎木調査資料（2009 年）．演習林（東大）52:187-

おける毎木調査資料（2014 年）．演習林（東大）58:9-174．

305．

－76 －