Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
図(1)-44 設置後一年が経過したクレセントロール

ハチジョウススキの定着が見られる。

## （１９）三宅島火山性荒廃地における生態系機能の評価と保全策

## 1 ）噴火被害状況の整理

高橋ほか $ ^{1)} $ の6区分との対応は、以下のようになる。

A地域（噴火被害が認められず、樹林地に覆われた地域）：森林であるタブノキーヒメユズリハ群落とスダジイーオオシマカンスゲ群集が分布する。重点調査区のIZ1、T1、N4がこれに該当する。B地域（噴火により樹木が徐々に衰退し、草原化する傾向にある地域）：ハチジョウススキーヒサカキ群落、タブノキーヒメユズリハ群落、スダジイーオオシマカンスゲ群集が分布する。IZ2がこれに該当する。

C 地域（噴火直後に樹木が衰退したが、草原化が進む過程にある地域）：ハチジョウススキーヒサカキ群落とハチジョウススキーハチジョウイタドリ群落が分布する。IG9、N1がこれに該当する。D 地域（噴火直後の植生被害が大きく、その後に草原化する傾向にある地域）：ハチジョウススキーヒサカキ群落、ハチジョウススキーハチジョウイタドリ群落、ハチジョウイタドリーシマタヌキラン群集が分布する。M1、OY2、IG8がこれに該当する。

E 地域（噴火直後に植生が失われ、回復していない地域）：裸地の他、ハチジョウススキーヒサカキ群落、ハチジョウススキーハチジョウイタドリ群落、ハチジョウイタドリシマタヌキラン群集が分布する。OY8とIG7がこれに該当する。

F 地域（噴火前から植生の乏しい地域）：裸地の他、ハチジョウススキーヒサカキ群落、ハチジョウススキーハチジョウイタドリ群落が分布する。この裸地は、1983年噴火の溶岩上とスコリア上が大部分を占める。「16．1983年溶岩とスコリア上の植生」の調査地がこれに該当する。

## 2 ）生態系機能評価

以下、上述の領域ごとに、生態系の機能を中心として、生物多様性にも言及しながら、評価する。なお、図(1)-45には、噴火被害図区分と7節で提示した生態系機能についてまとめたものを示す。なお、F地域は、1983年噴火跡地が大部分を占め、重点調査区を設置しておらず、ここでは評価外とする。

A地域：群落構造的には、二酸化硫黄ガスの影響により、N4のように林冠層が疎になっている林分もあるものの、タブノキやスダジイが活発に萌芽再生をしている。分解呼吸、リターの分解速度などの生態系機能面からみると、いずれも値が高く、分解系を中心とした生態系機能は良好である。また、分解を担う土壌動物も豊富である。一方、この領域内にも、群落のバリエーションがある。スダジイ林（スダジイーオオシマカンスゲ群集）は、三宅島内で最も発達した群落であり、地上性節足動物のヨコエビの出現、中大型ミミズの個体数が多いことなどの特徴を持つ。こ
の領域に生育する植物の絶滅危惧種もスダジイ林に生育するものが多い。

B 地域：群落構造的には、二酸化硫黄ガスと火山灰堆積の影響により、林冠層が疎になった林分であるが、タブノキなどが活発に萌芽再生をしている。高橋ほか $ ^{1)} $ の2009年までの評価では、「噴火により樹木が徐々に衰退し、草原化する傾向にある地域」となっているが、現在は、常緑広葉樹の活発な萌芽再生も観察され、回復が進みつつあると考えられる。分解呼吸、リターの分解速度などの生態系機能面からみると、いずれも値が高く、機能的には良好である。また、分解を担う土壌動物も豊富であるが、A地域よりも中大型ミミズは少ない。

C 地域：群落構造的には、二酸化硫黄ガスと火山灰堆積の影響により、森林が大きく破壊され、噴火後侵入したハチジョウススキやオオバヤシャブシが繁茂している。また、噴火前から残存しているヒサカキなどが活発に萌芽再生をしている。高橋ほか $ ^{1)} $ の2009年までの評価では、「噴火直後に樹木が衰退したが、草原化が進む過程にある地域」となっているが、オオバヤシャブシの優占林もみられる。また、常緑広葉樹の萌芽再生も観察されており、現在は、森林への回復が進みつつある地域になっていると考えられる。分解呼吸、リターの分解速度などの生態系機能面からみると、森林被害は顕著にも関わらず、いずれも値は比較的高く、機能的には良好である。また、分解を担う土壌動物も豊富であるが、A地域よりも中大型ミミズは少ない。この地域に該当するIG9はオオバヤシャブシが優占している。ここでは、2008年と2011年に炭素蓄積量が測定されており、植物体地上部への炭素集積速度は774.67g/m²/yr、土壌への炭素集積速度は118.33g/m²/yrであった。植生的には、草原化の傾向はあるものの、地上部現存量や炭素蓄積量は顕著に増加している。

D地域：二酸化硫黄ガスと火山灰堆積の影響により、森林がほぼ完全に破壊され、噴火後侵入したハチジョウススキが繁茂している。また、噴火前から残存している樹木は、ヒサカキなどに限られる。高橋ほか $ ^{1)} $ の2009年までの評価では、「噴火直後の植生被害が大きく、その後に草原化する傾向にある地域」となっているが、現在もほぼ同様な傾向である。分解呼吸、リターの分解速度などの生態系機能面からみると、A～C区分の地域に比べ、機能的に低くなっている。また、分解を担う中型土壌動物は豊富であるが、中大型ミミズは非常に少ない。この地域に該当するIG8では、2008年から2011年の3年間における植物体地上部への炭素集積速度は712.33g/m²/yr、土壌への炭素集積速度は107.67g/m²/yrであった。植生的には、草原化の傾向はあるものの、地上部現存量や炭素蓄積量は顕著に増加している。

E 地域：噴火後、裸地化し、高橋ほか $ ^{1)} $ の2009年までの評価では、植生が回復していないとされる地域であるが、本研究時点では、ハチジョウススキなどが繁茂し始めている地域も含んでいる。依然として、植被率が低く、地表面が侵食されるおそれがある。分解呼吸、リターの分解速度などの生態系機能面からみると、A～D区分の地域に比べ、機能的に低くなっている。特に、特徴的なのは、D地域からの変化を含め、この地域では、重要な機能が、植生の発達度合いで大きく異なることである。中型土壤動物は、D地域までは、豊富であるが、E地域では、ほとんど出現しなくなる。また、E地域内でも、OY8とIG7では、枯死木の分解速度が大きく異なり、調査開始時点で裸地状であったOY8では、枯死木の分岐速度が小さかった。また、この地域に該当するIG7では、2008年から2011年の3年間で植物体地上部への炭素集積速度は12.00g/m²/yr、土壤への炭素集積速度は-14.33g/m²/yrであった。C地域のIG9や、D地域のIG8に比べると、集積速度は小さかった。
## 3 ）保全策と注意点

A地域：原則、生態系機能を上げる措置は必要ないと考えられる。その一方、噴火被害により、樹冠部が疎開した林分では、樹木の更新を著しく阻害するメダケ属などの特定の種が繁茂する可能性があり、その場合は、十分検討した上で、除去等の管理してゆく必要性がある。このエリアは、常緑広葉樹林に生育する希少植物の生育地を含む。スダジイ林をそのままの状態で維持することが望ましい。

B 地域：原則、A 地域と同様に、生態系機能を上げる措置は必要ないと考えられる。その一方、噴火被害により、樹冠部が疎開した林分では、樹木の更新を著しく阻害するメダケ属などの特定の種が繁茂する可能性があり、その場合は、十分検討した上で、除去等の管理してゆく必要性がある。このエリアには、疎開したスダジイ林があるが、遷移の進行により、噴火前の状態に戻ることが期待される。しかし、特に更新等が困難な場合は、稚樹周辺の下草刈り程度の軽度の更新補助作業を検討する。ただし、その場合も、十分検討が必要性である。

C 地域：原則、生態系機能を上げる措置は必要ないと考えられる。噴火後にほぼ裸地化し、その後再生したオオバヤシャブシ林などを含むが、これらも、分解系からみると、機能的には充実している。しかし、先駆樹種からなる森林あるいは林冠が閉鎖していない森林であることから、本研究では未評価の水源涵養力などの機能については、低い可能性がある。これらを十分検討した上で、必要な管理をする必要がある。その場合、植栽ではなく、むしろ現在活発に行われている萌芽幹を生かした森林施業や、メダケやハチジョウススキなどを部分的に刈って稚樹を育成することが適切と考えられる。特に、噴火被害により、樹冠部が疎開した林分では、メダケ属が繁茂する可能性があるので、A、B 地区と同様に注意が必要である。

D 地域：機能的には、A−C より、明らかに劣る。ハチジョウススキ草原が主体であり、森林の機能を向上させることを目的とする場合、樹木を増やすことが必要となる。C 地域と同様に、植栽だけでなく、天然生の稚樹や萌芽幹を生かした森林施業が適切である。また、二酸化硫黄ガスの影響が強い地域を含んでおり、再生には、耐性のある樹種を選択しなければならない。一方、生態系機能を下げる可能性もあるので、A、B 地域とは異なり、ハチジョウススキの除去には慎重になる必要がある。土壤が未発達な地点を多く含むので、土壌を保全・育成する観点も持つ必要がある。

E 地域：機能的には、D よりさらに劣る。機能向上を目指すなら、植栽、播種が必要である。樹木だけでなく、ハチジョウススキなどの草本の緑化利用も検討する必要がある。土壤が未発達な地点を多く含むので、土壤を保全・育成する観点も持つ必要がある。また、裸地であり、地表面侵食やリル侵食があるので、侵食を防止する措置を検討する必要がある。例としては、東京クレセントロール工法のように、リル侵食を軽減し、植生の侵入を誘導することができる緑化工法が適切と考えられる。

F 地域：1983 年噴火跡地であり、植生は未発達であり、機能的には低いと考えられる。しかし、溶岩上は基本的には、地形的に安定しており、侵食等が起きない場合は、機能を向上させる措置は必要ないと考えられる。一方、スコリア堆積地については、ガリー形成がされている場合もあり、その場合は、E 地域と同様な対応が望ましいと考えられる。

全地域共通の注意点：いずれの区分についても、遺伝的多様性保全の観点から、緑化に用いる植物は、三宅島産の植物に限るべきである。この点については、三宅島緑化ガイドライン $ ^{19)} $ や三宅島
緑化マニュアル $ ^{34)} $ にも、その利用推進が述べられている。また、国立公園という観点から、火山景観の保持、自然のプロセスの保全などを考え、人為的干渉をしない場所も作ることも重要である。景観保持については、三宅島緑化マニュアル $ ^{34)} $ でも、「自然遷移の保全地域」が提案されている。

## 4 ）生態系基盤調査から提案される保全策と注意点

### a. 緑化に用いる植物

三宅島における緑化では、二酸化硫黄ガスに強い植物の選定する必要がある。ここでは、島内での分布と変遷に主に基づいて、火山ガスに強い植物をリストアップする。

非常に強い、E地域まで生育可能：ハチジョウススキ、ユノミネシダ、シマタヌキラン、ハチジョウイタドリ

強い、D地域まで生育可能：オオシマカンスゲ、ヒサカキ、ヤブツバキ

やや強い、C地域まで生育可能：カジイチゴ、オオバヤシャブシ、タブノキ

やや弱い、B地域まで生育可能：オオシマザクラ、テイカカズラ、フウトウカズラ

弱い、A地域まで生育可能：スダジイ、オオバエゴノキ

### b. 窒素植物の効果と緑化への応用

オオバヤシャブシは、三宅島を含む伊豆諸島と、伊豆半島と房総半島を中心とする太平洋岸に分布し、緑化植物として用いられる。また、三宅島でも本種を用いた緑化試験が行われており、本種の植栽によって、植栽されたヤブツバキやスダジイの生存率が高く、樹高成長がよりよくなることが報告されている（戸田ほか $ ^{35} $ ）。本研究における樹冠下の土壌窒素や植物を比較した調査では、オオバヤシャブシはハチジョウススキに比べ、樹冠下の土壌窒素が多く、植物の種数も多かった。これらのことから、オオバヤシャブシは他の植物を侵入させる促進効果が強いと考えられる。また、本研究と同じ調査地で行っている中大型ミミズの研究（門倉ほか $ ^{36} $ ）によれば、中大型ミミズについても、オオバヤシャブシの樹冠下で多い。中大型ミミズは土壌改変効果を持ち、土壌の団粒化を進めている可能性もある。オオバヤシャブシは、生態系発達を促進させる効果を持つ種である。

これらを踏まえると、三宅島では、オオバヤシャブシの促進効果を用いた緑化は、生態系機能を促進する上で、有用と考えられる。しかし、課題も本研究では示された。一つは、昆虫による捕食の問題である。高い葉中窒素濃度を持つオオバヤシャブシは、ハチジョウススキと異なり、イズアオドウガネによる高い捕食圧を受ける。従って、緑化用に植栽した場合も、高い捕食圧にさらされ、定着しない可能性がある。また、先駆樹種であり、全体として、枯死しやすい性質を持つ。

以上を考えると、オオバヤシャブシによる緑化は、ある程度高い枯死率を考慮した上で行うことが必要である。その場合、枯死するまでの期間に期待される窒素固定量などが把握できると今後、有用な方法になり得る。

### c. 萌芽更新の可能性

噴火被害地では、ヒサカキをはじめとする多くの広葉樹が、萌芽を出し、これにより、樹体を再生させていることが示された。特に、重要なプロセスは、噴火前に存在した幹（母幹）の枯死が進行する一方で、萌芽幹を出してゆくことである。みかけ上、衰弱した樹木が、むしろ活発に再生することを示しており、森林の動態を予測・評価する上で、十分考慮しなければならない。
現在発生している萌芽幹を生かす形で、不要な萌芽幹の処理、競合する灌木やツル植物などの除去をおこなうことが望ましい。その一方で、萌芽特性には樹種間の差異が大きいので、配慮する必要がある。タブノキなどは、根元萌芽が主体であり、衰弱した幹の除去を行うことができる。一方、ヒサカキやヤブツバキは、幹（母幹）からも萌芽を出し、衰弱した母幹自体が再生する。従って、これらの種については、衰弱した幹の除去は、より慎重に行う必要がある。

### d. 绿化工法

三宅島のような、土砂流亡等が発生した地域での環境保全では、緑化が重要な自然再生方法の一つである。裸地化した地域では、ガリー侵食につながる表面侵食やリル侵食が発生する（阿部ほか $ ^{37} $ ）。ガリーが大型化すると、砂防ダム等の景観に影響を与える施設の設置を検討しなければならなくなる。従って、景観保全、特に地形景観と植生景観の保全のためには、リル侵食の段階で、侵食を少なくする措置が必要である。一方、本研究で示されたように、ある程度安定したリル内には、ハチジョウススキの定着が可能となる。従って、適切に植生を誘導することで、リル内を緑化することは可能と考えられる。リル内の土砂移動を低減する一定の効果が確認された東京クレセントロール工法は、周辺部でのハチジョウススキの定着が確認されており、植生回復を誘導する技術として期待できる。

### e. 枯死木の扱い

本調査によって、今回設置した11の固定調査区の枯死木は、噴火被害が最も著しく植生回復も進んでいない一つの調査区（OY8）を除き、約20年間で分解されることが明らかとなった。枯死木の存在年数の推定に用いた分解定数は、他地域の枯死木の分解定数よりも比較的大きいことから、三宅島に存在する枯死木の分解速度は比較的は大きいと考えられる。その要因の一つとして、三宅島の降水量の多さが挙げられる。一般的に、枯死木の水分含量が大きいほど分解速度が大きくなるとされている（Harmon et al. 38）。また、本調査の結果でも枯死木の分解定数は、ある程度までは土壌水分が高いほど大きくなる傾向が得られている。

噴火被害地の生態系管理を考える上で、噴火にともなって大量に発生する枯死木を中心とした立木の処理は大きな課題の一つといえる（伊豆大島土砂災害対策検討委員会 $ ^{39} $ ）。その理由は、残存した巨大な枯死木が、噴火後に発生しやすい土石流や豪雨の被害を大きくさせるからである。従って、管理の面で考えると噴火にともなって発生する枯死木は、なるべく早く小さくなることが望ましい。本調查地の三宅島では、枯死木の分解速度が比較的大きいために、巨大な枯死木が小さくなるまでに要する時間は20年以内であることから、山頂付近などの人の生活圏から十分に離れている地域に限っては、何も手を加えず放置するという対処法も選択肢の一つであろう。一方、人の生活圏に近く枯死木を少しでも早く分解させる方法の一つとして、枯死木の含水率を上げるための処理（立った状態の枯死木の伐採、巨大な枯死木の分割等）が考えられるが、これらの作業自体に危険を伴うこともあり、十分に注意を払う必要がある。

枯死木は巨大な有機物であることから、炭素貯留機能が高いことや様々な生物の餌や生育場所としての機能も着目されている（Harmon et al. 38）。実際に、調査した枯死木の中には様々な節足動物やその幼虫が多数観察された。また、本調査では直接確認されなかったが、噴火直後に発生した枯死木にはカミキリムシの幼虫等の腐朽材甲虫が大量発生し、それらを餌となる鳥類が急増したという報告もあることから（加藤・樋口40）、槙原ほか22）、枯死木を資源とする生物には重要な役割があること可能性が高い。したがって、生物多様性保全の面からみると、前述した安
全を考慮した管理の面で問題がない地域や巨大でない枯死木に関しては、自然に放置しておくことが望ましいと考えられる。

### f. 土壤動物の利用と問題点

本研究により、噴火被害の大きいE地域においても、中型土壌動物が多いこと、その一方で、中大型ミミズの分布はより限られることなどが示された。土壌動物は土壌微生物とともに、分解系を担う重要な要素である。これらを利用し、分解系を中心とする生態系の機能を上昇させることが考えられる。また、窒素固定植物であるオオバヤシャブシの植栽と組み合わせることで、より高い効果を得ることが期待される。その一方で、現時点で未解決な問題がある。それは、外来種を含んでいる可能性があることである。土壌動物の利用については、今後、この問題を解決するために、正確な由来を検討しなければならない。

2000年噴火の火山灰堆積深(cm)

図(1)-45 11カ所の重点調査区における、生態系の機能の境界線を模式的に示した図(1)-31に、高橋ほか $ ^{1)} $ の噴火被害図の区分を重ねたもの

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

・三宅島内で噴火による被害程度が様々な11箇所の固定調査区で植生、土壌、枯死木の状況を把握した。また、固定調査区以外でも広く植生の調査を行い、島の植物相の現状と空間的な違いの状況を把握した。

・噴火直後からの継続調査の結果とあわせて、島内における噴火後の植生遷移の様相を明らかにした。前述の空間的変動の調査結果とあわせ、三宅島2000年噴火による生態系基盤に対する被害の状況を総合的かつ時空間的に把握することができた。このような調査が行われた例は過去そう多くなく、今後、火山や離島の生態系の調査研究の際には、重要な先例として参照されることになろう。

・萌芽再生、土壌呼吸、枯死木の分解とそれに関与し得る節足動物の状況など、過去に体系的に調査されてこなかった側面を取り上げて調査を行うことができた。
・三宅島の枯死木量を定量的に明らかにし、これら枯死木の分解過程（だれが、どのくらいの時間で分解しているのか）の解明が重要であることを示した。中腹以下では噴火によって生じた枯死木は今後なお20～30年は残存し、中腹以上では、その場に残存し続け環境条件も変化しないと仮定した場合には100年以上残存すると推定された。また、分解速度には水分条件が関与していることが示された。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

以下の会議、検討会において、本研究の成果を紹介し反映させたほか、東京都三宅支庁、東京都環境局の関連部署の担当者と連絡を取り、研究成果についての情報を随时提供した。

1）平成24年度 東京都三宅支庁 金曽沢周辺森林復旧全体計画有識者会議委員

筑波大学 上條隆志（三宅島の植生と土壌に関する一連の成果）

2）平成24年度 東京都環境局 東京都（伊豆諸島）植生調査に関わる検討会委員

筑波大学 上條隆志（三宅島の植生に関する一連の成果）

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

緑化技術について、現地の関係者と連携して調査を行った（4.（18）節を参照）。

「三宅島の生態系機能評価と生態系管理方法」としてまとめた内容は、三宅島における今後の生態系保全・再生や緑化のための指針としての活用が見込まれる。また、以下の事項については、島内で現に行われている防災、緑化事業の改善のために活用されることが望まれる。

・希少植物種の生育場所の保全

・オオバヤシャブシの活用

・枯死木の現場での保存と管理

## 6 ．国際共同研究等の状況

特に記載すべき事項はない。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

特に記載すべき事項はない。

## （2） 口頭発表（学会等）

1）新谷尚己・田村憲司・上條隆志・東照雄：日本土壌肥料学会2011年度大会(2011)「三宅島2000年噴火火山灰堆積地におけるハチジョウススキ群落分布と土壌の諸性質との関係」

2）東亮太・上條隆志・川越みなみ・田村憲司：日本生態学会第59回全国大会(2012）「三宅島2000年噴火の火山灰堆積地上における11年間の炭素蓄積過程」

3) Hiragi, M., Hiraiwa, M., Nakajo, R. & Hasegawa, M.: 日本生態学会第59回全国大会(2012) "Long-term impacts of volcanic activity on distribution and abundance of soil
macro-fauna, an example of volcanic eruption on Miyake-jima, in 2000"

4）黛絵美・上條隆志・宮本雅人・藤井美央：第123回日本森林学会大会(2012）「三宅島2000年噴火被害林の11年間の変化と萌芽再生」

5）藤井美央・上條隆志・黛絵美：第123回日本森林学会大会(2012）「火山遷移でオオバヤシャブシは植物の種多様性を上げる効果があるのか？」

6) Kamijo, T. : The 55th symposium of the international association for vegetation science, Mokpo, Korea (2012) "Vegetation dynamics after the 2000 year eruption on Miyake-jima Island and restoration of volcanically devastated sites on the island".

7）上條隆志・東亮太・久保栄子・藤井美央・黛絵美：植生学会第17回大会(2012）「火山植生遷移における先駆性植物種の侵入が種多様性と生態系の機能発達に与える効果」

8）鷹野綾・田村憲司・川越みなみ・上條隆志：植生学会第17回大会(2012）「火山灰堆積地における植生の変化と初期土壤生成」

9）岡本祐典・田村憲司・川越みなみ・上條隆志：植生学会第17回大会(2012）「三宅島1983年噴火堆積地における2000年噴火火山灰が立地に及ぼした影響と植生の関係」

10）鷹野綾・田村憲司・川越みなみ・東亮太・上條隆志：日本生態学会第60回大会(2013）「三宅島2000年噴火火山灰堆積地の初期土壌生成」

11）廣田充・上條隆志：日本生態学会第60回大会(2013）「三宅島2000年噴火により発生した枯死木と土壌の分解呼吸」

12）菅原優・上條隆志・吉田智弘・黛絵美・加藤和弘：日本生態学会第60回大会(2013）「三宅島2000年噴火後の植生発達と植物リター分解及び土壌動物相の関係」

13）門倉由季・上條隆志・橋本啓史・金子信博・菅原優：日本生態学会第60回大会(2013）「三宅島の火山灰堆積地に侵入した遷移初期種と中大型ミミズの関係」

14）守容平・上條隆志・橋本啓史：日本生態学会第60回大会(2013）「三宅島火山灰堆積地における遷移初期種のイズアオドウガネによる食害比較」

15）守容平・上條隆志・橋本啓史：植生学会第18回大会(2013）「三宅島2000年噴火跡地におけるイズアオドウガネの遷移初期植物に対する影響とその選好性」.

16）門倉由季，上條隆志，橋本啓史，金子信博：植生学会第18回大会(2013）「三宅島火山灰堆積地における中大型ミミズの分布と安定同位体比分析による餌資源の推定」

17）菊池輝海：植生学会第18回大会(2013）「火山性荒廃地においてリル地形形成は植生回復に貢献しうるか？」

18) Terumi Kikuchi, Norikazu Matsuoka, Takashi Kamijo & Mitsuru Hirota: International Symposium on Diversifying Biological Resources ~ Toward Food Security and Sustainable Society ~ (2013) "Effects of rill erosion on revegetation after the eruption of Miyake-jima Island Volcano in 2000."

19) Emi Mayuzumi & Takashi Kamijo: International Symposium on Diversifying Biological Resources ~ Toward Food Security and Sustainable Society ~ (2013)

"Comparison of sprouting ability among woody species in the forest damaged by 2000-year eruption on Miyake-jima Island."
(20) Yohei Mori, Takashi Kamijo, Takashi Hashimoto: International Symposium on Diversifying Biological Resources ~ Toward Food Security and Sustainable Society ~ (2013) "The influence and palatability of plants to insects during early succession in Miyakejima Island."

21）守 容平・上條隆志・橋本啓史・山路恵子・加藤和弘：日本生態学会第61回大会(2014）「三宅島2000年噴火被害地における遷移初期植物の葉の質がイズアオドウガネの食害に与える影響」

22）門倉由季・上條隆志・橋本啓史・加藤和弘：日本生態学会第61回大会(2014）「三宅島火山灰堆積地における遷移初期植物の侵入が中大型ミミズに与える影響」

(23) Jian Cui, Mitsuru Hirota, Takashi Kamijo, Takahiro Nishimura, Natsumi Kamiya, Taro Miura, Katoh Kazuhiro: 日本生態学会第61回大会(2014)「Nitrogen mineralization in soils along a vegetation development after the 2000 Miyake-jima island eruption」

24）上條隆志・菅原優・黛絵美・門倉由季・守容平・鷹野綾・田村憲司：日本生態学会第61回大会自由集会(2014）「2000年噴火被害地における植生発達と中大型土壌動物群集」

25）神谷なつみ・西村貴皓・崔健・三浦太郎・廣田充：日本生態学会第61回大会（自由集会）(2014)「2000年噴火被害地における枯死木の動態」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

（４）シンポジウム、セミナー等の開催（主催のもの）

1）公開セミナー「三宅島2000年噴火火山灰堆積物中の微生物生態系の解析」（平成24年4月27日、筑波大学、参加者約50名）

2）公開セミナー「三宅島における昆虫群集の解明、三宅島における植物と鳥類・昆虫との相互作用」（平成24年5月11日、筑波大学、参加者約30名）

3）公開セミナー「三宅島の節足動物」（平成25年3月19日、筑波大学、参加者約40名）

4) 三宅島に関する研究 筑波大学学生発表会（平成25年3月19日、筑波大学、参加者約40名）

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない。

## (6) その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

1）高橋俊守・加藤和弘・上條隆志（2011）衛星リモートセンシングによる三宅島2000年噴火後の植生モニタリング．日本生態学会誌，61：167-175.

2) Mueller-Dombois D, Ellenberg H (1974) Aims and Methods of Vegetation Ecology. John Wiley & Sons, New York.

3）日本ぺドロジー学会（編）（2003）土壌調査法ハンドブック改訂版．博友社
4) Olson J (1963) Energy storage and the balance of producers and decomposers in ecological systems. Ecology, 79: 94-105

5）青木淳一（1999）日本産土壌動物-分類のための図解検索．東海大学出版会

6）日本土壌動物学会（編）（2007）土壌動物学への招待-採集からデータ解析まで．東海大学出版会

7) Keith H, Wong SC (2005) Measurement of soil CO $ _{2} $ efflux using soda lime absorption: both quantitative and reliable. Soil Biology and Biochemistry, 38: 1121-1131

8) Di Stefanno JF, Gholz HL (1986) A proposed use of ion exchange resins to measure nitrogen mineralization and nitrification in intact soil cores. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 17: 989-998

9) Kamijo T, Kawagoe M, Kato T, Kiyohara Y, Matsuda M, Hashiba K, Shimada K (2008) Destruction and recovery of vegetation caused by the 2000-Year eruption on Miyake-jima Island, Japan. Journal of Disaster Research, 3, 226-235.

10）大場達之（1971）御蔵島の植生．神奈川県立中央博物館研究報告，1(4)，25-53.

11）大場達之（1975）ハチジョウイタドリーシマタヌキラン群集－伊豆諸島のフロラの成立にふれてー。神奈川県立中央博物館研究報告，8，91-106.

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39）伊豆大島土砂災害対策検討委員会（2014）伊豆大島土砂災害対策検討委員会報告書 p.57.

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## （２）鳥類の個体群変動に関する調査研究

東京大学大学院農学生命科学研究科 加藤和弘

東京大学大学院農学生命科学研究科 樋口広芳（平成23年度のみ）

平成23～25年度累計予算額：50,439千円（うち、平成25年度予算額：15,784千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

三宅島2000年噴火の後に鳥類は一時減少し、その後回復しつつあるものと報告されてきた。しかし本研究の結果、三宅島の森林を特徴付ける鳥類種、とりわけカラスバト、ヤマガラ、コマドリ、ミソサザイなどが減少傾向にあり、一方でヒヨドリ、メジロ、ウグイス、ホオジロの各種が増加傾向にあることが明らかになった。鳥類種の分布は植生構造と密接な関係があり、樹木植被率と鳥類種数、個体数との間には強い正の相関が認められた。但し、共分散構造分析の結果、植生の種組成との関係は弱いこと、冬季には低木・草本層の発達具合にも影響されていること、繁殖期には土壌の状態からも影響を受けていることなどが明らかになった。衛星画像から植被の多少を高精度で推測できることが知られているが、現状では樹木と草本植物の区別は難しく、衛星画像データから鳥類の分布を推定するモデルの精度は、現場で調査された植生構造に基づいて推測するモデルよりも劣っていた。但し、複数の時期の画像を組み合わせることで情報を補完し、予測精度を上げることが可能であった。

昆虫等の調査では、噴火による植生被害と節足動物量の関係は一山型であり、噴火の被害が中程度の調査区に多くの節足動物がみられることが示された。被害が大きな調査区では4月にハエ目昆虫が多く採集され、ほかに動物性の食物資源が少ないことから、この時期の鳥類の食物となっている可能性が強く示唆された。また、三宅島の節足動物相の回復は従来考えられているよりも早いことが示唆される。すなわち三宅島において節足動物相は10年程度でかなり回復したものと考えられる一方、ハエ目は節足動物相の回復とともに個体数、多様性が減少していく傾向にあると思われる。

## [キーワード]

鳥類、樹木植被率、共分散構造分析、NDVI、節足動物

### 1. はじめに

伊豆諸島の三宅島では、2000年6月下旬に火山活動が活発化した。その結果、島の生物群集は大きな被害を受けた。噴火前の三宅島は鳥類の生息地として著名であり、伊豆諸島に固有の分類群も多く生息していた。噴火後、それらの個体群の存続が懸念されている。植生の衰退や回復の実態、さらにはそれに伴う鳥類群集・個体群の衰退や回復の状況を把握した上で、それらの保全や再生について検討する必要がある。

本研究では、噴火直後からのデータもあわせて分析することで噴火後の三宅島の鳥類相の経時変化を分析し、鳥類群集や特に注目すべき種の個体群にどの程度の危機が迫っているかを明らか
にすることをまず目的とする。次に、サブテーマ1の成果も利用して植生、土壌、火山ガス、昆虫の状況が鳥類の生息状況に及ぼす影響を共分散構造分析により分析する。関連して、三宅島の鳥類や昆虫の現状について、様々な視点から把握することを目指した。

## 2 ．研究開発目的

・鳥類の生息状況を植生の状況と対比させ、植生の組成や構造と鳥類の生息状況の関係を明らかにする。

・枯死木の状態が鳥類の分布状況や行動にどのように関係しているかを明らかにする。

・既に蓄積した噴火後の鳥類分布状況も踏まえ、噴火後の島内の鳥類分布予測図を時系列的に作成する。

・鳥類の食物となる昆虫など節足動物（サブテーマ1の対象となる土壌動物を除く）の島内での分布状況を把握する。

・以上に基づいて、三宅島の鳥類の保全や鳥類の生息場所としての島の森林の再生のあり方について検討する。

### 3. 研究開発方法

## （1） 現存植生図

1999年(噴火前)、2001年(噴火直後)、2006年（6年後）、2010年（10年後）に撮影された空中写真の幾何補正と結合を行い、空中写真から現存植生図を作成した。空中写真から作成した現存植生図について、現地踏査を通じて細部の修正を行った。

## (2) NDVI

噴火後の5時期分（2001、2005、2009、2011、2012年）のIKONOS/GeoEYEおよびQuickbirdの画像から、各時期の島内全域の植生指数NDVIを算出した。また、植生発達の状況を指標する他の指標

衛星画像については、2011年12月の画像は雲やガスがほとんどなく、単一の画像により当該時期の全島の状況を把握できると考えられた。それ以外の画像については、雲やガスの影響があり、またセンサーの仕様に関する情報が販売元から十分に提供されなかったこともあって、画像間の直接の比較は難しいと考えられた。そこで、別途入手した中解像度の画像4時点分×4セットから算出されたNDVI値も以後の分析で併用した。

それぞれの固定調査区（11の重点調査区を含む、23調査区（表(2)-1））の近傍（25m以内）におけるNDVI値の経時変化を、以上のデータから算出した。

## （３）鳥類の定点センサス

表(2)−1 重点調査区（IG7～T1の11箇所）とそれ以外の固定調査区

北緯	東経	標高(m)
IG7	N34	5.378	E139	30.832	540
IG8	N34	5.474	E139	30.561	437
IG9	N34	5.592	E139	30.361	380
IZ1	N34	6.71	E139	30.081	86
IZ2	N34	6.15	E139	30.745	342
M1	N34	4.76	E139	33.293	113
N1	N34	4.799	E139	30.231	377
N4	N34	4.243	E139	29.271	180
OY2	N34	3.894	E139	30.632	361
OY8	N34	4.692	E139	30.966	532
T1	N34	3.12	E139	31.598	66
N2	N34	4.622	E139	30.017	349
N3	N34	4.408	E139	29.562	282
N5	N34	4.665	E139	30.087	350
OY1	N34	4.059	E139	30.729	402
OY3	N34	3.663	E139	30.192	298
OY4	N34	3.597	E139	29.793	218
OY5	N34	3.803	E139	30.535	337
OY6	N34	3.7	E139	30.367	312
OYAMA	N34	4.684	E139	31.037	553
T2	N34	3.578	E139	31.796	154
T3	N34	3.999	E139	31.914	293
TS1	N34	6.852	E139	32.491
SM1	N34	6.935	E139	32.025
重点調査区に12地点を追加した計23地点において、鳥類定点センサスを行った。定点は半径25mの円形とし、観察が困難な領域が生じる場合には面積を変えないように適宜変形させた。観察時間は20分間とした。また、観察が可能であったものについては、初認時の地表からの高さ、何者かに止まっていた場合には止まっていたものの種類（植物の場合には種名）も記録した。

調査は、2011～12年、12～13年、13～14年の越冬期、2012、13年の繁殖期にそれぞれ2回（計10回）行った。調査は晴天ないし曇天時に行うこととし、降水のあるときや強風時には調査を行わなかった。繁殖期、越冬期それぞれについて、全ての調査結果を合計して分析に用いた。

サブテーマ1で植物の種組成、階層別植被率などが調べられている。このデータから、植生高、上層植被率（高木層植被率と亜高木層植被率の合計値）、下層植被率（低木層植被率と草本層植被率の合計値）、植物種数、落葉低木胸高断面積合計、落葉高木胸高断面積合計、常緑低木胸高断面積合計、常緑高木胸高断面積合計、全樹木胸高断面積合計を算出した。また衛星画像のデータより、2011年12月と2013年4月のNDVIを全島に渡って算出した。それ以前の時期については、1994年から2009年にかけてJERS-1/OPS及びTerra/ASTERによって観測された16時期分の可視近赤外バンド画像を用いた（高橋ほか、2011） $ ^{1} $ 。噴火前、噴火後2年以内、噴火後3～5年、噴火後6～9年のそれぞれ4時期分の画像を組み合わせたデータセットを作り、最大NDVI画像を作成した。ArcGIS（ESRI Inc.）上で各定点から25m内のNDVI平均値を算出し、これも解析に用いた。

鳥類の種組成データをメインマトリクス、植生のデータまたはNDVI値をセカンドマトリクスとして、正準対応分析（CCA, ter Braak 1986） $ ^{2)} $ を実施した。前進選択法による変数選択を行い、新たに追加して有意になる項目がなくなった時点でモデルへの項目の投入を停止する形でモデルの構築を行った。分析には、CANOCO 5.0 (ter Braak & Smilauer 2012) $ ^{3)} $ を使用した。

観察時に鳥類の各個体がいた場所については、繁殖期、越冬期のそれぞれについて、種×利用場所、および、種×利用高度の表に集計した。

## （４）鳥類のラインセンサス

三宅島には、海岸付近を一周する都道と島の中腹を一周する環状林道（林道雄山環状線）を結んでいる道が何本かある（図(2)-1）。植生被害と鳥類群集の関係を分析するために、これらの道に沿って植生と鳥類の変化を調査した。本報告ではこれらの道を、正式名称にかかわらずすべて林道と呼ぶ。林道の長さは1.6（とんび沢の林道）～3.9km（雄山線）である。2012年6月および2013年および2014年2月に、島内の5本のルート（村道雄山線、林道南戸線、林道坪田線、とんび沢の林道、火ノ山峠の林道）において、ラインセンサス調査を実施した。ラインセンサス調査と平行して、伊豆集落および大路池周回を除く各ルートに沿った植生について、階層別植被率の調査を行った。なお、2011年、2013年の繁殖期、2012年の越冬期には、天候の関係で一部のルートのみの調査を行った。

林道沿いの景観は必ずしも均一ではなく，溶岩流跡を横切る、牧場や造林地に接する、集落を通過する、など変化がある。そこで、2000年噴火の前から草地や裸地であった場所や、家屋が連続している集落を除く部分を調査の対象とした。それぞれの林道の調査対象範囲を、周囲の環境ができるだけ均一になり、かつ長さが400～500mである区間に区分した。さらに、各区間内をほぼ100mの小区間4ないし5に細分した。
調査では、林道沿い約20mごとに（すなわち1小区間につき5カ所で）、林道のそれぞれの側で高木層（高さ8m以上）、亜高木層（高さ2～8m）の植被率を目測で判読し、植被なし、1％未満、1-10%、10-25%、25-50%、50-75%、75%以上の7段階で記録した。植被率の区間内平均値を算出するために、段階値を各段階の中央値に置き換えた上で、算術平均を求めた。高木層と亜高木層の植被率の平均値を足しあわせた値を、それぞれの区間における樹木植被率と見なし、これを、噴火前は樹林であった場所における植生の衰退・回復の指標と見なした。

樹木植被率の調査と並行して、それぞれの

区間で両側それぞれ25m以内に出現した鳥の

種と個体数を記録し、小区間ごとに記録した。図(2)-1 三宅島内の調査地点、調査ルートの位置

同一個体が複数の小区間をまたがって移動

した場合には、どちらの区間にも出現したものとして記録した。区間ごとに、それぞれの種の個体密度を、小区間あたりの個体数の平均値として算出した。また、各区間における小区間ごとの出現種数の平均値を、その区間における種密度とした。区間全体での出現種数ではなく種密度を用いたのは、わずかではあるが区間長にばらつきがあるためである。

区間を単位として樹木植被率と鳥類の種密度、個体密度の関係を散布図に描いて検討を加えた。

## （５）噴火直後からの長期的動向の検討

三宅島で、噴火による植生被害が軽微である場所における鳥類相の経時変化を把握することを目的として，定点センサスとロードサイドセンサスによる個体数調査を、2001年2月以降毎繁殖期および毎越冬期に1度ずつ行ってきた。本研究期間においても、この調査を継続して実施した。

定点センサスでは、15分間に半径25mの円形調査区に出現した鳥を記録した。調査地点は伊豆地区の曽利川橋脇（周囲は主に落葉広葉樹林）と御祭神社（周囲は照葉樹林）に設けた（図2）-1）。

ロードサイドセンサスでは、ルートの両側それぞれ25m以内に出現した鳥の種と個体数を記録した。調査は島の南部の大路池の周囲に設定したルートに沿って行った（図2）-1）。ルートは延長約2kmで、ルート沿いは主に照葉樹林となっているが、一部は落葉広葉樹林や低木林となっている。

## （６）鳥類の食物となり得る昆虫の調査

重点調査区において、地上設置式フライトインターセプトトラップ（FIT、図(2)-2）、吊り下げ式FIT(図(2)-3）、ベイトトラップ(図(2)-4）、スイーピング、ビーティングの5つの方法による調査を行った。調査は2012年および2013年の4～9月に、計6回（2012年に4回、2013年に2回）実施した。
## 1 ）地上設置式フライトインターセプトトラップ（FIT）

アクリル板（450*600*1mm）と竹、タッパー容器を組み合わせて地上設置型FIT(図(2)-2)を各重点調査区に設置した。タッパー容器には深さ約2センチになるまでクエン酸水溶液を注ぎ入れた。3日間設置した後にクエン酸水溶液に落ちた昆虫を回収した。回収した昆虫は大学に持ち帰り、目レベルまで同定し個体数を記録した。アリ類はハチ目とは別に記録した。

## 2 ）吊り下げ式FIT

黄色吊り下げ式FIT（サンケイ化学、槙原・岡部(2006) $ ^{4)} $ ）を各調査区に設置した（図(2)-3）。飛翔性昆虫が多く利用する1.5−2mの高さに木本の枝を利用して吊り下げた。下部のバケツにクエン酸水溶液を深さ約2センチ注ぎ入れた。地上設置式FITと同様に3日間設置した後にクエン酸水溶液に落ちている昆虫をすべて回収した。回収した昆虫は大学に持ち帰り、目レベルまで同定し個体数を記録した。アリ類はハチ目とは別に記録した。

## 3 ）ベイトトラップ

プラスチックコップを各調査区に10個、上部水平面が地表面と重なるように埋めた（図(2)-4）。コップの間隔は2m以上離した。コップの中に誘引剤をスプレーで5回噴霧した。誘引剤は、甲類焼酎にさなぎ粉、粉末すし酢、一味唐辛子を数日間漬け置き、ろ過したものを用いた。3日間設置した後に中に落ちている昆虫をすべて回収した。回収した昆虫は大学に持ち帰り、目レベルまで同定し個体数を記録した。アリ類はハチ目とは別に記録した。

図(2)-2 地上設置式FIT

## 4 ）スイーピング

各調査区において速度約20m/minuteで直線的に歩きながら

捕虫網（φ36cm、白）を20回左右に振った。捕虫網を振る高さは地上15-100cmとした。捕虫網の中に入った昆虫をすべて回収した。回収した昆虫は大学に持ち帰り、目レベルまで同定し個体数を記録した。アリ類はハチ目とは別に記録した。

## 5 ）ビーティング

捕虫網（φ36cm、白）の口を上に向け、木本植物の茂みの下に受けておき、その茂みを棒で10回叩き捕虫網に落ちた昆虫を採集した。これを各調査区において20回異なる株で実施した。茂みは高さ1.0-2.0mにあるものを選んだ。回収

図(2)-3 吊り下げ式FIT

図(2)-4 ベイトトラップ