Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
図1-9 土壤断面写真

表(1)-4 各調査地点の堆積火山灰深と植生

地点名	標高(m)	堆積火山灰(cm)	合計植被率	植生
IG7	538	43	55	パッチ状ハチジョウススキ草原
IG8	443	38	130	ハチジョウススキ草原
OY8	540	28	8	パッチ状ハチジョウススキ草原
N1	377	23	130	オオバヤシャブシ亜高木林
IG9	388	20	180	オオバヤシャブシ低木林
OY2	371	12	115	ハチジョウススキ草原
IZ2	334	12	145	タブノキ・ヒサカキ亜高木林
N4	188	5	170	タブノキ噴火被害林
M1	114	0	90	ハチジョウススキ・ヒサカキ群落
T1	68	0	205	スダジイ二次林
IZ1	86	0	220	スダジイ自然林

表(1)-5 各調査地点の最表層の特徴

地点名	O層(cm)	最表層A層(cm)	特徴
IG7	0	0	最表層に2-3cmの板状構造
IG8	6	0	ルートマットの発達
OY8	0	0	埋没層はスコリア礫土
N1	4	5	A層発達、C層スコリア
IG9	7	4	O層・A層の発達
OY2	3	6	A層発達、埋没層はスコリア礫土
IZ2	15	0	O層・ルートマットの発達
N4	8	0	O層発達、2A2層以下スコリア礫土
M1	6	-	O層発達、全体にスコリア礫多い
T1	3	-	スコリア礫土
IZ1	3	-	孔隙・植物根が多い
表(1)-6 各調査地点の土壌のpH(H_{2}O)

2000年に堆積した火山灰による層	2000年以前の土壌層(カッコ内は火山灰が堆積した場合の層位名)
A	C1	C2	A1(2A1)	A2(2A2)
厚さ(cm)	pH(H2O)	厚さ(cm)	pH(H2O)	厚さ(cm)	pH(H2O)	厚さ(cm)	pH(H2O)	厚さ(cm)	pH(H2O)
IG7	-	-	10	4.8	20	4.3	-	-	-	-
IG8	-	-	6	4.6	14	4.8	-	-	-	-
IG9	4	4.7	6	4.9	10	5.0	-	-	-	-
T1	-	-	-	-	-	-	6	5.9	9	6.1
M1	-	-	-	-	-	-	8	4.4	10	4.5
N1	5	4.5	18	4.9	-	-	-	-	-	-
N4	-	-	5	4.8	-	-	7	4.7	11	4.9
IZ1	-	-	-	-	-	-	5	5.0	20	5.5
IZ2	-	-	12	5.2	-	-	18	5.1	-	-
OY8	-	-	28	4.3	-	-	-	-	-	-
OY2	6	4.4	6	4.4	-	-	15	4.5	-	-

表(1)-7 各調査地点の土壌の窒素含量と炭素含量

2000年に堆積した火山灰による層	2000年以前の土壌層(カッコ内は火山灰が堆積した場合の層位名)
A	C1	C2	A1(2A1)	A2(2A2)
N
(g/kg乾土)	C
(g/kg乾土)	N
(g/kg乾土)	C
(g/kg乾土)	N
(g/kg乾土)	C
(g/kg乾土)	N
(g/kg乾土)	C
(g/kg乾土)	N
(g/kg乾土)	C
(g/kg乾土)
IG7	-	-	0.1	1.1	0.1	0.8	-	-	-	-
IG8	-	-	0.6	11.1	0.1	0.4	-	-	-	-
IG9	4.1	58.5	0.1	1.7	0.1	1.6	-	-	-	-
T1	-	-	-	-	-	-	5.3	64.7	5.9	63.6
M1	-	-	-	-	-	-	4.3	52.4	4.6	53.4
N1	2.1	28.6	0.1	1.6	-	-	-	-	-	-
N4	-	-	1.1	17.4	-	-	5.4	62.3	2.1	21.8
IZ1	-	-	-	-	-	-	5.7	75.1	3.3	43.7
IZ2	-	-	0.3	3.6	-	-	6.6	74.3	-	-
OY8	-	-	0.2	2.1	-	-	-	-	-	-
OY2	2.2	35.8	1	14.6	-	-	5	61.4	-	-

## （４）重点調査区における植生発達とリター分解および土壌動物相の関係

## 1 ）対象植物種の化学性

リターバッグに使用した5種の全窒素量は、オオバヤシャブシ（2.31±0.02%）が最も高く、次いでハチジョウイタドリ（1.31±0.03%）、タブノキ（1.01±0.03%）、ハチジョウススキ（0.87±0.01%）、ヒサカキ（0.79±0.02%）であった。C/N比は最も高かったのがヒサカキ（44.85±0.91）、最も低かったのがオオバヤシャブシ（16.37±0.14）であった。

## 2 ）分解速度定数

図(1)-10に5mmメッシュの植物種別の分解定数（年）を示す。全地点平均では、オオバヤシャブシ（k=0.91）、次いでヒサカキ（k=0.72）、ハチジョウススキ（k=0.52）、ハチジョウイタドリ（k=0.51）、タブノキ（k=0.34）の順であった。分解定数を同地点・同植物種間で比較すると、オオバヤシャブシ、ヒサカキ、ハチジョウイタドリは噴火被害が中程度のN4、ハチジョウススキ、タブノキは噴火被害のほとんどないIZ1で最大であった。

図(1)-11に1mmメッシュの植物種別の分解定数（年）を示す。全地点平均では、分解定数の高いものから、オオバヤシャブシ（k=0.63）、ヒサカキ（k=0.53）、ハチジョウイタドリ（k=0.46）、ハチジョウススキ（k=0.40）、タブノキ（k=0.29）となった。分解定数を同植物種間で比較する
と、オオバヤシャブシ、ハチジョウイタドリ、タブノキはN4、ハチジョウススキはIZ1、ヒサカキはT1でそれぞれ最大であった。

## 3 ）中型土壌動物・ミミズ

図(1)-12に各地点の中型土壌動物の個体数を示す。植生が発達していないOY8、IG7の2地点の合計個体数は、それぞれ100個体以下であったが、その他9地点は全て1000個体以上であり、顕著な差がみられた。ミミズが採取できたのは6地点（OY8、IG7、M1、OY2、IZ2）であった。

## 4 ）リター薔積と植生および環境条件との関係

線形回帰の結果、リター蓄積と植生および環境条件については、いずれの要因とも有意な相関関係はみられなかった。

## 5 ）分解定数と植生および環境条件との関係

5mmメッシュの分解定数に関する線形回帰の結果、タブノキについて合計植被率と有意な正の相関があった。BAと正の相関があったのは、ハチジョウイタドリ、タブノキ、ハチジョウススキ、ヒサカキであった。1mmメッシュの分解定数に関する線形回帰の結果、合計植被率と正の相関があったのは、ハチジョウイタドリ、タブノキ、ハチジョウススキ、ヒサカキであった。また、BAと正の相関があったのは、ハチジョウイタドリ、タブノキ、ハチジョウススキ、ヒサカキであった。

## 6 ）中型土壌動物・ミミズと植生および環境条件との関係

総合計、トビムシ目、ササラダニ亜目、トゲダニ・ケダニ亜目、トビムシ目・ケダニ亜目以外の土壌動物それぞれの個体数と植生および環境条件との関係を線形回帰により検討したが、有意な相関は見られなかった。ミミズについては平均個体数とBAにのみ正の相関がみられた。

## 7 ）土壌動物と分解速度の関係

分解定数と中型土壌動物の総個体数、ミミズの平均個体数、ミミズの平均重量との関係を線形回帰により検討した。両メッシュサイズとも中型土壌動物の総個体数とは有意な相関がみられなかった。5mmメッシュでは、オオバヤシャブシ、ハチジョウイタドリ、ヒサカキの3種の分解定数がミミズの平均重量と有意な相関がみられた。1mmメッシュでは、ハチジョウススキ、ヒサカキの2種の分解定数がミミズの平均個体数と有意な相関がみられた。

## 8 ）考察

合計植被率と分解定数について、多くの種で有意な相関がみられたことから、植生発達とリター分解には正の相互関係があると考えられる。しかし、必ずしも全種で有意ではなく、オオバヤシャブシには有意な相関が見られなかった。オオバヤシャブシは窒素固定植物であり、5種の中で最も窒素含有量が高く分解速度も高かった。Aerts and Chapin $ ^{24)} $ は、落葉の窒素濃度が分解速度に影響する要因としている。窒素含量の多いオオバヤシャブシは、土壌動物等から特異的に選好され、その結果として、地点間のばらつきが大きくなった可能性がある。

中型土壌動物は、裸地や植物がパッチ状であるOY8やIG7で個体数が極端に少なかった。Maleque et al. $ ^{25)} $ によると、下層植生の現存量の増加に伴って、植物、土壌に生息する節足動物の現存量が増加すると報告されている。また、土壌動物の生息環境は落葉、落枝が林床を覆うことで守られるとされる(米田 $ ^{26)} $ )。植物が定着し、それに伴ってリター蓄積量が増加することが中型土壌動物の生息環境を複雑にし、個体数を増加させると考えられる。

本研究で対象とした土壌動物は必ずしも分解定数と正の相互関係がみられなかった。しかし、リターバッグ法の結果のみを考慮すると、植生が発達している地点では、土壌動物との接触が多
いと予想される5mmメッシュの方が1mmメッシュの分解過程よりも急激な減少を示した。そのため、この結果を考慮すると、リター分解に土壌動物が明らかに正の影響を与えていると考えられる。ハチジョウススキ草原のような植生発達が中程度の地点で多くの中型土壌動物が出現したが、リターの分解過程は緩やかで減少過程はメッシュサイズ間でほとんど違いが無かった。このことから、植生が未発達な地点で分解が遅いのは、小型土壌動物や微生物の活動が活発でないこと、中型・大型土壌動物の寄与が少ないこと、もしくはその両方が考えられる。分解に関わる微生物として細菌とカビが挙げられる。土壌中にはこれら二つによる栄養経路が成立しており、細菌はより水界的であり、主に植物の根から供給される新鮮で利用しやすい炭水化物を利用し、カビはより分解しにくい炭水化物をゆっくりと利用する（Moore et al. 27）。植生が未発達な地点ではハチジョウススキのような分解しにくいリターが多いことから、細菌よりもカビによる栄養経路が発達している可能性が考えられる。

分解機能は植生と共に発達したが、そこに関与する土壌動物は分解系に対して必ずしも正の影響を示さなかった。これには、中型土壌動物とミミズの分解機能において相補的な関係が存在することが考えられる。本研究では土壌動物を中型・大型（ミミズ）の2つに分けてリター分解との関係を検証したが、図(1)-13より中型土壌動物とミミズの個体数のそれぞれのピークは異なった。そのため、各発達段階でリター分解へ影響を与える主要な土壌動物は異なることが予想される。つまり、中型土壌動物とミミズの2者間で考えると、植生発達が進んだ場所では大型土壌動物微生物の役割が強く、植生が未発達の地点や発達が中程度の地点では中型土壌動物の役割が高いことが考えられる。このような個体数の入れ替わりはドイツの鉱山跡地でもみられており、資源の競争の点からミミズと中型土壌動物の関係を考察している（Dunger and Voigtländer $ ^{28} $ ）。しかし、本研究では土壌微生物を扱っておらず、中・大型土壌動物に加えて微生物との相互関係も今後検討していかなければならない。

図(1)-10 各地点、各植物種の5mmメッシュの分解定数（k / year）
図(1)-11 各地点、各植物種の1mmメッシュの分解定数（k / year）

図(1)-12 各地点の中型土壤動物の個体数および分類群
図(1)-13 各地点の中型土壤動物とミミズの個体数

中型土壌動物は50ml（1つの高さ5cm採土管）当たりの個体数、ミミズは12.51（1つの採集土壌ブロック）当たりの個体数で示されている。

## （５）重点調査区における枯死木動態

## 1 ）枯死木（CWD）の存在量とその制限要因

CWD量が多かったのはM1（67ton ha $ ^{-1} $ ）で、次いでIZ1（55ton ha $ ^{-1} $ ）、OY2（49ton ha $ ^{-1} $ ）、IG8（45ton ha $ ^{-1} $ ）と続き、最も少なかったのがT1の5ton ha $ ^{-1} $ だった（図(1)-14）。CWDのほとんどは腐朽段階がⅡ以上のある程度分解が進んだCWDであり、新しいCWDは被害をあまり受けていない地域でのみ確認できた。各調査区のCWD量と環境要因の関係を検討すると、調査区外の立木の最大胸高直径と有意な正の相関関係がみられた（R²=0.56）。このことから、CWD存在量は、2000年噴火による影響をどれだけ受けたかということよりも、現在存在する、あるいは元来存在していた森林規模の影響を受けることが示唆された。しかしながら、元来存在していた森林の規模もかつての噴火の影響を受けていることを考えると、CWD存在量は、間接的には噴火の影響を受けていると考えられる。

## 2 ）枯死木(CWD)の分解速度定数とその制限要因

CWDの分解速度定数kは、調査区間でも大きく異なっており、最も大きかったのはIG8(k=0.62)、ついでIZ1(k=0.53)、M1(k=0.47)であり、最も小さかったのは噴火被害が最も大きく植生回復も進んでいないOY8(k=0.10)であった。CWD分解速度定数は、噴火被害の程度および植生回復の具合とは明確な関係はみられなかったが、土壌水分と有意な相関関係がみられ、年平均土壌水分が50％付近で分解速度定数が最大になり、それよりも過不足する条件下では分解速度定数が小さくなる傾向が明らかとなった（図(1)-15）。

## 3 ）枯死木(CWD)の推定残存時間

各調査区の枯死木がすべて分解されるまでの時間について、分解速度定数を元にして算出したものを、図(1)-16に示す。なお、いずれの調査区も現在の環境が定常的に続くと仮定しており、その点について注意が必要である。実際には、遷移が進み、植生が発達するとともに土壌水分も含めた環境も大きく変化するが、ここで示す推定残存時間は、それらを想定していない。最も分
解に時間のかかる調査区は、最も噴火被害度の大きいOY8の113年、次いでIG9の37年であった。OY8の推定残存時間が著しく長い理由は、OY8は分解速度定数が極めて小さいからであるが、これはOY8の土壌水分の低さと関係がある可能性があり、実際に植生が発達するなどで土壌水分が高くなってくると、OY8のCWDの残存時間は、これよりもかなり短くなることが予想される。推定残存時間を精度良く推定するには、植生の侵入・定着・成長に応じて土壌水分を中心とした周辺環境の変遷をモデリングすることが不可欠であろう。

図(1)-14 各調査区における CWD の個数とその存在量（立ち枯れ木と倒木に分けて表示）

図(1)-15 各調査区の平均CWD分解定数と測定期間中の平均土壌水分の関係

図(1)-16 各調査区に存在する CWD の残存年数

CWD 量が $ 1 \, cm^{3} $ となった時点で無くなると仮定して残存年数を算出した。なお、OY2、IZ2、N4については算出できなかった。
## （6） 重点調査区における土壌呼吸と窒素無機化

## 1 ）土壤呼吸速度

一日あたりの土壤呼吸速度と土壤温度の間には、指数関数的な正の相関がみられ、しかもその関係は地点間によって大きく異なることが分かった（図(1)-17）。この相関関係は、噴火被害が著しく植生が未発達な地点（OY8およびIG7）は、他地点における相関関係と大きく異なっていた。地点ごとの相関関係、一日あたりの土壤呼吸速度、および連続観測した土壤温度データを用いて、年間の土壤呼吸量を推定した結果が、図(1)-18の左の棒グラフである。ここでは合計植被度を参考にした噴火被害程度の大きさで並べており、左のOY8が最も噴火被害が大きい地点、右のIZ1が最も噴火被害が小さい地点となっている。年間土壤呼吸量でみると、噴火被害が最も大きい2地点（OY8とIG7）は、他の地点に比べて顕著に小さく（0.2 kgCO₂ m⁻² y⁻¹）、植被率が増加するにつれて大きくなる傾向がみられた。十分に植被が回復し高木層が発達する調査区（N1以降）では、土壤呼吸量は約0.8 kgCO₂ m⁻² y⁻¹程度で、それ以上は増加せずほぼ一定になっていた。図(1)-18の右は、土壤呼吸速度の温度応答係数（Q10）を示す。一般的に、土壤呼吸のQ10は2程度とされており（Lloyd & Taylor²⁹）、本調査地11地点の平均値は約2.9とやや高いこと、最小値は1.7（IG7）、最大値は4.2（OY2）と大きく地点間の違いが大きいことがわかった。一方、噴火被害が最も大きい2地点（OY8とIG7）は、それぞれ2.1と1.7と他地点と比べて非常に小さいことも明らかになった。

この年間土壌呼吸量は、合計植被率と有意な正の相関がみられた（図(1)-19）。この正の相関関係を一次線形で表した際、y切片は植物が全く存在しないと仮定したときの土壌呼吸量となり、これは従属栄養生物のみの呼吸量と見なすことができる。本研究では、その値が $ 0.19\ kgCO_{2}\ m^{-2}\ y^{-1} $ であり、全調査地点の土壌呼吸量の平均値 $ 0.63\ kgCO_{2}\ m^{-2}\ y^{-1} $ に比べると、土壌呼吸の約3割程度が従属栄養生物の呼吸によるものであり、土壌呼吸に占める植物の地下部分の呼吸量が7割程度と大きいことが明らかになった。

土壤呼吸は、土壤中の従属栄養生物の呼吸量と植物地下部分の呼吸量の総和であることから、生態系の基盤である植生-土壤圈の活性を示す生態系機能の一つと考えることができる。本調査から全11地点の土壤呼吸は、2000年噴火被害からの植生回復の指標である合計植被率と正の相関がみられたことから、植生-土壤圈の生態系機能は、噴火被害を受けてから徐々に回復していることが示唆された。このことから、噴火被害が著しい地点（OY8とIG7）の土壤呼吸速度が特に小さかったのは、植生が未発達であることが主因だと思われるが、それに加えて土壤水分が顕著に低いことも影響している可能性がある。それは、この2地点の温度応答係数（Q10）も、他地点のそれに比べて小さいからである。一般的にQ10は、高温や乾燥ストレスといった厳しい環境条件下で小さくなることがしられている（Ming and Qi $ ^{30} $ ）。噴火被害が著しく未だに植生があまり発達していないOY8とIG7は、土壤水分が低いために、土壤呼吸速度が小さくなっている可能性もある。

## 2 ）土壤窒素無機化速度

2013年夏期における土壌表層の純室素無機化速度を図(1)-20に示す。純室素無機化速度も合計植被率（%）を指標とした噴火被害程度の順に並べている。土壌表層の純室素無機化速度は、N1、IG8、IZ2、N4の4地点で大きな値を示したが（それぞれ1.06、0.43、0.29、 $ 0.13mgN\ kg^{-1}\ day^{-1} $ ）、それ以外の地点はほぼゼロかあるいは、逆に窒素有機化（微生物活動による再固定）が生じていることが明らかになった。純室素無機化速度が大きい4地点では、特に大きい窒素無機化速度を示
すコアが複数含まれており、地点内での純窒素無機化速度の空間的な不均一性が大きいことも明らかとなった。これら4地点の内、N1とIG8は、オオバヤシャブシの植被率が大きいという特徴もみられた。環境要因と純窒素無機化速度の相関関係を調べた結果、有機物含量が最も有意な要因であることが明らかとなった。これらのことから、土壤表層の純窒素無機化速度は、表層の有機物量の影響を強く受けている可能性が高いが、それだけでなく窒素固定能力の高い特定の機能を有する植物（オオバヤシャブシ）の影響も強く受けている可能性が考えられる。

図(1)-17 各地点の土壤呼吸速度と土壤温度（地温5cm）の関係（2012年） 2013年も同様の傾向だったために、2012年の結果のみを示す。

図(1)-18 各地点の年間土壤呼吸量（2012年）と土壤呼吸速度の温度応答係数（Q10）

Q10は温度が10℃上昇した際の土壌呼吸速度の変化率を示し、例えばQ10=2のとき、土壌呼吸速度が2倍に上昇することを示す。土壌温度（地温5cm）の関係（2012年）。2013年も同様の傾向だったために、2012年の結果のみを示す。
図(1)-19 各地点の年間土壌呼吸量（2012年）と合計植被率（%）の関係

図(1)-20 各地点の夏期（2013年5月から10月）の純窒素無機化速度

## (7) 重点調査区における状況のまとめ

## 1 ）土壤pH

土壤pHは、二酸化硫黄ガスの影響が強い地点ほど低く、より酸性であった（図(1)-21）。また、ガスの影響が強い地点内でも、火山灰堆積深さの厚い地点で、低くなる傾向にあった。

## 2 ）植生

各重点調査区の2012年時点の合計植被率、種数を図(1)-22に示す。いずれも、火山灰堆積深が厚く、二酸化硫黄の影響が強い地点ほど、値が小さくなった。主要構成種に着目すると、タブノキなど常緑広葉樹については、火山灰堆積深さが厚く、二酸化硫黄の影響が強い地点ほど、値が小さくなった（図(1)-23）。特に、スダジイは両影響が少ない場所に出現が限られた。一方、窒素固定種であるオオバヤシヤブシ、ハチジョウススキ、ユノミネシダは、植生が回復していない地点で値が大きかった。しかし、その影響は、3種間で異なり、オオバヤシヤブシは二酸化硫黄ガスの影響が強い地点では出現しなかった。対照的に、ユノミネシダはガスの影響が強い地点でのみ出現した。ハチジョウススキはいずれの影響が強い地点においても出現し、量的にも多かった。

## 3 ）土壤動物

中型土壌動物の全個体数について見てみると、植生が未発達なOY8やIG7などで、明らかに少ない傾向にあった（図(1)-24）。分類群ごとに見てみると、トビムシ目、ササラダ二目、トゲダニ・ケダニ亜目は、二酸化硫黄ガスの影響が強いM1でも多数確認された。この地点は、ガスの影響は
強いが火山灰堆積はほとんど認められない地点である。中大型ミミズについては、二酸化硫黄ガスの影響が強い地点で、出現しない傾向が見られた（図(1)-25）。

## 4 ）リター分解

リター分解は、いずれも二酸化硫黄ガスと火山灰の堆積の影響が少ない地点で、早い傾向にあった（図(1)-26）。その一方で、5mmメッシュのオオバヤシャブシのリターなどは、火山灰の火山灰堆積の影響が強い地点でも分解速度が高い傾向がみられた。

## 5 ）枯死木分解

枯死木量は、地点によりばらつきが大きいが、二酸化硫黄の影響が強い2地点（M1とOY2）で多かった（図(1)-27）。枯死木の分解速度は、最も植生が未発達なOY8で顕著に小さかった（図(1)-27）。

## 6 ）土壤呼吸

土壤年間呼吸量は、植生が未発達なOY8とIG7で顕著に低かった（図(1)-28）。

## 7 ）地上性の節足動物

ヨコエビやクモは、二酸化硫黄ガスと火山灰の影響が少ない地点でのみ出現した（図(1)-29）。特に、ヨコエビはスダジイ林の2地点で個体数が多かった。ハエとチョウについては、最も植生が未発達なOY8でも確認された。また、土壌動物と異なり、火山ガスの影響の強いM1で多く確認される分類群は見られなかった。

## 8 ）鳥類

植生が未発達なOY8とIG7で、調査範囲と調査時間内では、鳥類は確認されなかった（図（1）-30）。イイジマムシクイやアカコッコを含む森林性の種については、二酸化硫黄ガスとあるいは火山灰の影響が強い地域では、繁殖期に確認されなかった。

## 9 ）機能評価

重点調査区は、二酸化硫黄ガスの影響と火山灰の影響により、植生発達に関する明確な傾度があり、これらの影響が少ないほど植生は発達し、生態系の機能の高さを指標する土壤呼吸速度が増加する。また、土壌動物の総個体数や植物の種数についても増加する。図(1)-31は、主として生態系の機能（土壌呼吸、リター分解）、土壌動物、鳥類に着目して、およその境界となる特徴的な要素を選定し、模式的に表したものである。以下、図中の境界線（L1～L5）について述べる。

L1：枯死木分解速度の大小の境界線を示したものであり、この線より内側、すなわち、植生が発達すると、枯死木の分解速度が増加する。植生的な面から見ると、裸地的な景観であっても、植生がある程度侵入していれば、枯死木の分解は進行することを示している。

L2：土壌呼吸量の大小の境界、中型土壌動物の生息数、鳥類の生息の境界線を示したものであり、この線より内側、すなわち、この線より植生が発達すると、中型土壌動物と土壌呼吸量が増加し、鳥類の生息も確認されるようになる。植生的な面からみると、この線の内側から低木・亜高木が増加していく。

L3：この森林性の鳥類の繁殖期の生息の境界線を示したものであり、この線より内側、すなわち、この線より、植生が発達すると森林性鳥類が繁殖期に生息するようになる。機能的な境界は明確でない。

L4：リター分解の大小、ミミズの生息数の境界線であり、この線より内側、すなわち、この線より、植生が発達するとリターの分解速度が全般に増加し、ミミズの生息数が増加する。植生的な面から見ると、この線の内側は、亜高木林的な相観になる。
L5：ミミズの生息数、ヨコエビの生息の境界線であり、この線より内側、すなわち、この線より、植生が発達すると、ミミズの生息数がさらに増加し、ヨコエビの生息が確認されるようになる。植生的な面からみると、この線の内側はスダジイ林である。スダジイ林は、三宅島で最も発達した群落である。

三宅島の生態系は、生物群集は基本的には入れ子上の群集構造を示し、機能的に発達した生態系で生物群集は多様になると考えられる。そのため、生物群集の発達は等高線を描くように表すことができる。しかし、種や分類群ごとにみると、未発達な生態系にのみ出現するものがある。植物では、ユノミネシダやハチジョウイタドリであり、明確な傾向を示している。土壌動物についても、トビムシ目やササラダ二目は、最も発達した2地点（スダジイ林）では、むしろ少なくなる傾向がみられる。これらの種、分類群の出現パターンには、種間競争や捕食などの相互作用が強く関わっていると考えられる。

☐ ≥5 ☐ 5-4.5 ● <4.5

図(1)-21 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、土壤最表層のpH(H_{2}O)との関係。

☐ ≥200 ☐ 200-100 ☐ 100-10 ● <10

図(1)-22 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、合計植被率（左）ならびに出現種数（右）との関係。
2000年噴火の火山灰堆積深(cm)

図中の〇は、各種の被度階級を示す。○ 5、4 ○ 3、2 ○ 1、+

図(1)-23 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、主要出現種の被度との関係。

図中の〇は、サンプルである250ml内の個体数を示す。

図中の〇は、サンプルである250ml内の個体数を示す。

図中の〇は、サンプルである250ml内の個体数を示す。

☐ ≥500 ☐ 500-250 ☐ 250-10 ● <10

図(1)-24 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、250ml内の中型土壌動物全体、トビムシ目、ササラダ二亜目、トゲダニ・ケダニ亜目の個体数との関係。
2000年噴火の火山灰堆積深(cm)

図中の〇は、サンプルである62.5ℓ内の個体数を示す。

☐ ≥50 ☐ 50-10 ☐ 10-1 ● 0

図(1)-25 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、250ml内の中大型ミミズの個体数との関係

図中の☐は、分解定数 $ year^{-1} $ を示す。☐ ≥1 ☐ 0.5-1.0 ● <0.5 リターバックのメッシュサイズは5mm。

図中の☐は、分解定数 $ year^{-1} $ を示す。☐ ≥1 ☐ 0.5-1.0 ☑ <0.5 リターバックのメッシュサイズは1mm。

図(1)-26 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、5mmメッシュのリターバック内（左）と1mmメッシュのリターバック内（右）の各種リターの分解定数との関係。

図中の〇は、枯死木量(ton d.w. ha⁻²)を示す。 ○ ≥50 ○ 50-25 ○ 25-10 ● <10

図中の〇は、枯死木分解定数を示す。 $\bigcirc\geq0.5$ $\bigcirc0.5-0.2$ $\bullet<0.2$

図(1)-27 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、枯死木量（左）と枯死木の分解定数（右）との関係。
図中の〇は、土壤年間呼吸量 $ (\mathrm{kgCO}_{2}\mathrm{m}^{-2}\mathrm{y}^{-1}) $ を示す。

☐ ≥1000 ☐ 1000-750 ☐ 750-500 ☐ 500-250 ● <250

図(1)-28 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、土壌年間呼吸量との関係。

図中の〇は、各種の採集された個体数を示す。

図中の〇は、各種の採集された個体数を示す。

図(1)-29 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、地上性の節足動物の個体数との関係。

2000年噴火の火山灰堆積深(cm)

図中の〇は、鳥の個体数および種数を示す。

☐ ≥50 ☐ 50-20 ☐ 20-10 ☐ 10-1 ● 0

図(1)-30 2000年噴火の火山灰堆積深（cm）（x軸）ならびに二酸化硫黄濃度が0.1ppmを超えた測定値の割合（%）（y軸）と、鳥類の個体数・種数との関係。
2000年噴火の火山灰堆積深(cm)

図(1)-31 11カ所の重点調査区における、生態系の機能の大小、土壌動物、地上節足動物、鳥類の生息の多寡から見た境界線を模式的に示した図

実線は、生態系機能にみられる境界を示し、破線は、土壌動物、地上節足動物、鳥類の生息の多寡のみにみられる境界を示す。

## （８）既存固定調査区における噴火後13年間の植生変化

## 1 ）階層別植被率の年変化

噴火後の各階層の植被率の変化（図（1）-32）については、噴火直後の2001年の時点には、高木層の植被率が50％以上あった地点もあったが、いずれも2004年までには10％以下にまで減少した。亜高木層の植被率については、2008年以前は他の階層と比べて値が小さかったが、2008年以降、増加する地点がみられた。これに対して、草本層と低木層の植被率は噴火後、増加した。また、2006年以降は、草本層の植被率が減少する一方で、低木層の植被率が増加する地点がみられた。

## 2 ）主要構成種の合計被度の年変化

図(1)-33に主要構成種の合計被度の年変化を示した。タブノキの合計被度は、火山灰堆積が少なく、二酸化硫黄濃度も低い地点において、2001年時点で、10％以上を保っていた。しかし、2002年と2004年にタブノキは急激に減少し、すべての地点で低い値となった。2008年以降になると、火山灰堆積が少なく、二酸化硫黄濃度も低い地点において、また、2010年以降には、火山灰堆積が多く、二酸化硫黄濃度も高い地点においても、タブノキがやや増加する傾向がみられた。オオシマカンスゲは2002年には増加傾向を示す地点がみられたが、2006年以降には減少傾向がみられるようになった。ハチジョウススキはオオシマカンスゲに続いて、2004年以降増加傾向を示し、2006年以降になると、最も優占している種となった。しかし、2011年以降になると、多くの地点でハチジョウススキの減少傾向がみられた。オオバヤシャブシは、出現地点数はやや少ないが、2006年以降、増加傾向を示すようになった。タブノキが量的に多く残存していた場合を除いて、植生の変化過程を整理すると、オオシマカンスゲからハチジョウススキに優占種は変化し、さらに地点によっては、オオバヤシャブシへと優占種が変化しつつあると考えられる。
図(1)-32 固定調査区（11地点）における三宅島2000年噴火後の各階層の植被率の変化

二酸化硫黄濃度と火山灰堆積深に基づき、3タイプに地点を分けて示した。

図(1)-33 固定調査区（11地点）における三宅島2000年噴火後の主要構成種の合計被度の変化

二酸化硫黄濃度と火山灰堆積深に基づき、3タイプに地点を分けて示した。種ごとに全階層の被度（%）を合計して合計被度を求めた。
## （９）2010年時点における三宅島の広域的な植生の現況

## 1 ）群落区分

表操作と群集同定の結果、135地点の調査資料は以下の4群集、4群落に区分された。なお、海岸部に成立するハチジョウススキーイソギク群集とトベラーマサキ群集、人為的干渉を強く受けているオオバヤシャブシーアシタバ群落は、火山噴火以外の影響を強く受けている。そのため、データ解析結果については、これらを除く、2群集と3群落についてのみ記す。

a. ハチジョウススキーイソギク群集：イソギクを識別種とし、ハチジョウススキが優占する草本群落であり、海岸部に分布する。

b. トベラーマサキ群集：トベラを識別種とする低木林であり、海岸部に分布する。

c. タブノキーヒメユズリハ群落：ヒメユズリハ、シマクサギを識別種とする。タブノキ、ヒメユズリハなどの常緑広葉樹と、オオシマザクラなどの落葉広葉樹からなる亜高木林・高木林である。d. スダジイーオオシマカンスゲ群集：スダジイを優占種とし、オオシマカンスゲが出現する。三宅島の最も発達した森林である。

e．オオバヤシャブシーアシタバ群落：アズマネザサ、アシタバを識別種とする。全4地点が耕作跡地に成立していた。

f．ハチジョウススキーヒサカキ群落：最も地点数が多かった群落である。本群落とハチジョウススキーハチジョウイタドリ群落は固有の識別種を持たず、識別種の組み合わせにより識別される。

g．ハチジョウススキーハチジョウイタドリ群落：前述したように、群落固有の識別種を持たない群落である。ハチジョウススキ、ハチジョウイタドリ、ユノミネシダが優占種である。ハチジョウススキーヒサカキ群落とは、カジイチゴ、ヒサカキ、タブノキを含まないことで区別される。

h．ハチジョウイタドリーシマタヌキラン群集：シマタヌキランを識別種とし、ハチジョウイタドリが出現する草本群落であり、高標高域に分布する。

## 2 ）合計植被率の比較

全階層の合計緑被率は高い順に、スダジイーオオシマカンスゲ群集、タブノキーヒメユズリハ群落、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となった（図(1)-34）。

## 3 ）群落と植生変遷図との対応

高橋ほか $ ^{1)} $ の植生変遷図と各群集、群落との関係を検討した（図(1)-35）。スダジイーオオシマカンスゲ群集とタブノキーヒメユズリハ群落は「噴火被害が認められない地域」に多かった。ハチジョウススキーヒサカキ群落は「噴火直後に樹木が衰退し、草原化が進む過程にある地域」に38％、「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」に37％と多く成立していた。ハチジョウススキーハチジョウイタドリ群落は「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」に36％、「噴火直後に植生が失われ、回復していない地域」に27％、「噴火前から植生の乏しい地域」に27％と多く成立していた。ハチジョウイタドリシマタヌキラン群集は「噴火直後に植生が失われ、回復していない地域」に86％が成立していた。

## 4 ）DCA解析

DCAの1から3軸と環境要因の関係に関して、表(1)-8にスピアマンの順位相関係数とその有意性を示した。1軸は3つの環境要因すべてに対して有意であり、二酸化硫黄ガス濃度との相関が最も強く、2番目が火山灰堆積厚、3番目が標高であった。また、2軸もすべて有意であり、ガス濃度と
の相関が最も強く、2番目が標高、3番目が火山灰堆積厚であった。3軸は標高のみ有意であった。このことから、2000年噴火後の三宅島の植生分布はSO_{2}ガスと火山灰の影響を受けており、特に二酸化硫黄ガスの影響が強いことが示された。

図(1)-34 各群落の合計植被率

C: タブノキーヒメユズリハ群落、D: スダジイーオオシマカンスゲ群集、F: ハチジョウススキーヒサカキ群落、G: ハチジョウススキーハチジョウイタドリ群落、H: ハチジョウイタドリーシマタヌキラン群集

図(1)-35. 植生変遷図（高橋ほか 2011） $ ^{1)} $ と群落との対応

C: タブノキーヒメユズリハ群落、D: スダジイーオオシマカンスゲ群集、F: ハチジョウススキーヒサカキ群落、G: ハチジョウススキーハチジョウイタドリ群落、H: ハチジョウイタドリーシマタヌキラン群集6: 噴火前から植生の乏しい地域。1: 噴火被害が認められず、樹林地に覆われた地域、2: 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、3: 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、4: 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、5: 噴火直後に植生が失われ、回復していない地域

表(1)-8 DCA1 軸-3 軸と環境要因との間のスピアマンの相関係数

DCA1軸	DCA2軸	DCA3軸
標高	0.38*	0.44*	0.20**
火山灰堆積厚	0.47*	0.42*	-0.11
ガス濃度	0.65*	0.53*	-0.13

$ ^{*} $ P<0.01 $ \quad $ $ ^{**} $ P<0.05
## （１０）2010年以降における絶滅危惧植物種の分布状況

確認された環境省レッドリスト記載種（環境省 $ ^{18} $ ）は、絶滅危惧Ⅱ類が6種、準絶滅危惧種が3種の計9種であった。分布を図(1)-36に示した。高橋ほか $ ^{1)} $ の噴火被害図と対応させると(図(1)-36)、シマササバラン、ナギランなどの6種は、軽被害地で確認された。なお、この内、リュウノヒゲモは水系での確認である。一方、オオツルコウジは中被害地で確認され、シマタヌキランは重被害地で確認された。イソマツについては海岸部で確認された。

軽被害地に多い環境省レッドリスト記載種

図(1)-36 絶滅危惧植物種の分布

高橋ほか $ ^{1)} $ の噴火被害図上に確認地点を示した。

## （１１）2000年噴火被害林における樹木の萌芽再生様式

## 1 ）主要7樹種の萌芽特性

樹種ごとの樹形タイプ分けの結果を攪乱強度別に図(1)-37に示した。7樹種のうちオオシマザクラ、オオバエゴノキ、ヤブツバキ、スダジイの4樹種は攪乱強度の比較的強い地点ではあまり出現しなかった。4種の樹形タイプを見ると、オオシマザクラ、オオバエゴノキはタイプ2の根元萌芽を持つ個体が多く、スダジイもタイプ2または3の根元萌芽を持つ個体が多かった。ヤブツバキはタイプ4の母幹に損傷があり、幹萌芽によって再生している個体が他の樹種に比べ多く見られた。上記の4樹種は潜在的な萌芽再生力はあるが、2000年噴火による強度攪乱地では萌芽による再生ができなかったと考えられる。一方で、オオバヤシャブシ、ヒサカキ、タブノキの3樹種は攪乱強度の比較的強い地点においても生存個体が多く出現した。オオバヤシャブシの樹形タイプをみると、いずれの攪乱強度においてもタイプ1の根元萌芽を持たない健全木が多かった。このことから、オオバヤシャブシは萌芽再生力が弱く、種子からの実生による再生が可能であったと考えられる。ヒサカキ、タブノキについては攪乱強度の比較的強い地点でも萌芽再生がみられ、ヒサカキはタイプ3の母幹に損傷があるが幹萌芽によって再生し、さらに根元萌芽を持っている個体が多く、タブノキはタイプ5の母幹は枯死しているが根元萌芽により再生している個体が多く見られた。ヒサカキは主に幹萌芽、またタブノキは根元萌芽によって、強度攪乱地でも残存個体から再生可能であることがわかった。
## 2 ）タブノキの萌芽再生メカニズム

根元萌芽幹数と母幹サイズの関係をみると、母幹の地際直径が大きくなるほど、根元萌芽幹数が多くなるというサイズ依存性がみられた（GLMM、p<0.001）。母幹の状態との関係をみると、母幹が健全の個体よりも損傷・枯死個体において根元萌芽幹数が有意に多く、特に母幹枯死個体ほど多いことが示された（GLMM、p<0.001）。以上の結果より、タブノキは根元萌芽の幹数・サイズともに母幹の状態が“健全→損傷→枯死”の順に多くまた大きくなっており、母幹の損傷が大きく、維持できなくなると、母幹の代わりに萌芽幹を形成・成長させると考えられる。

図(1)-37 樹形タイプ分け結果

## （１２）2000年噴火火山灰堆積地における炭素蓄積量

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、土壌への炭素集積速度は14.33g/m²/yrであった。同様に、IG8では、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であり、IG9では、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。各地点とも、炭素集積速度は植物体地上部が土壌を上回った。また、植物体現存量の多い地点ほど、植物体地上部・土壌部ともに炭素集積速度が速くなった（表(1)-9）。

三宅島の125年が経過した溶岩上（300m）における炭素集積速度は、地上部が48g/m²/yr、土壌部が4.6g/m²/yrであることが報告されている $ ^{31)} $ 。本研究の火山灰堆積地上における炭素集積速度
をそれらの値と比較すると、IG7の地上部を除くと、いずれも溶岩上の値よりも速かった。このような傾向を示す理由として、火山灰は粒子が非常に細かいため、化学的・物理的風化速度が速く、土壤化作用を受けやすい $ ^{32)} $ ことが考えられる。その結果、溶岩上と比較して植物の定着・発達が速くなる可能性がある。

噴火後11年経過時点でのリター炭素蓄積量は、73g/m²（IG7）、2170g/m²（IG8）、2133g/m²（IG7）であった。ススキの二次草原における研究例では、枯死体の蓄積量はピーク時乾燥重量で612g/m²であることが報告されており $ ^{33)} $ 、本研究対象地点のリター蓄積量の値は明らかに大きいことがわかる。この理由として、本研究対象地は新鮮火山灰堆積地上であり、植物体の発達に比べ分解系が未発達であったことが考えられる。

表(1)-9 各調査地点の現存量及びリター蓄積量

2008 年時のデータ（川越ほか $ ^{20} $ ）より引用）を併記した。

g/m²	IG7	IG8	IG9
2008	2011	2008	2011	2008	2011
地上部現存量
オオバヤシャブシ	-	-	204	621	734	1558
地上部現存量
草本地上部現存量	53	126	1041	4909±	2006	5830
±72	±115	±970	584	±182	±3506
地上部現存量合計	53	126	1245	5530	2740	7388
地下部現存量
オオバヤシャブシ	-	-	39	80	139	210
地下部現存量
草本地下部現存量	49	138	299	1472	563	1406
地下部現存量合計	49	138	338	1552	702	1616
植物体現存量合計	102	264	1583	7082	3442	9004
リター	37±43	73±123	1008	2170	1930	2133
±522	±1124	±302	±813
合計	139	337	2591	9252	5372	11137

## （１３）2000年噴火火山灰堆積地における土壌の年変化

堆積火山灰は約50cmであったIG7では、2007年、2011年とも0層はなかった。土壌最表層に2～3cmの板状構造があり、2011年には地表面に根系の発達がみられた。堆積火山灰は約37cmであったIG8については、0層は2007年と比べて厚くなり、地表面にはルートマットが非常に密に発達していた。堆積火山灰は20cmであったIG9については、2007年、2011年とも0層が厚く発達しており、2007年には見られなかった土壌最表層のA層が2011年に確認されていた。このことから、IG9ではこの4年間のうちに土壌化が進行したということがわかる。

β - グルコシダーゼとプロテアーゼの活性（表(1)-10）は、2000年に堆積した火山灰層で低く、それより下の埋没層で高くなるという傾向が見られた。また、IG9の最表層A層で著しく高い値を示し、2000年に堆積した火山灰層でありながら活性が非常に高いことがわかった。

2007年には土壌pHは4前後であったが、2011年には4.5前後まで上昇しており、やや酸性の度合いが弱まっていた。これは二酸化硫黄を主成分とする火山ガスの減少が関係していると考えられ
る。全炭素量と全窒素量については、いずれもIG9の最表層A層で大きく増加していた。母材よりも土壌の方が炭素や窒素を多く含むため、全炭素量と全窒素量が大幅に増加したことは土壌化していることを裏づけしている。交換性陽イオン・水溶性陽イオンはカルシウムイオンがそのほとんどを占めており、2000年に堆積した火山灰層で集積層が見られた。この集積層は土壌断面調査において確認された固結層と一致していた。水溶性硫酸イオンでも同様に集積層が見られ、カルシウムイオンの集積層とほぼ一致していた。これらのことから固結層が石膏（CaSO_{4}）によるものであると考えられる。また2007年と2011年の集積層を比較すると、2007年に表層にみられた各イオンが減少していた。これは表層に存在した固結層がこの4年間で溶脱したことによると示唆される。

表(1)-10 土壤の酵素活性測定結果

$ \beta $ 一グルコシダーゼ活性 (pkatal g $ ^{-1} $ 乾土)	プロテアーゼ活性 (pkatal g $ ^{-1} $ 乾土)
伊ケ谷7
C1d	19.01±3.18	n.d.
C2d	20.63±8.41	9.10±11.30
C3	18.74±3.27	30.53±15.41
2A1	386.84±44.83	727.15±107.13
2A2	89.40±8.19	157.30±26.52
2B	131.68±27.80	327.08±78.98
3C	2.66±1.36	0.83±1.44
伊ケ谷8
C1	98.07±34.20	491.30±28.38
C2dg	15.36±1.96	2.81±4.88
C3d	24.94±6.57	9.44±12.71
C4	53.03±12.57	70.97±32.19
2A	188.09±13.98	445.60±96.61
3Cd	26.75±2.26	58.91±37.75
5B	73.06±4.42	375.25±122.41
6C	6.57±3.37	78.99±18.72
伊ケ谷9
A	1446.27±422.72	10387.29±436.63
C1g	37.00±6.90	163.56±63.56
C2	37.75±2.13	113.06±8.32
2A1	234.77±63.64	816.15±57.14
2A2	126.73±6.49	400.66±97.38
3B	75.96±4.77	343.39±58.80
4C	63.33±17.40	120.19±79.08
5C	5.37±4.12	n.d.
6C	0.32±0.55	n.d.

## （１４）２０００年噴火火山灰堆積地におけるオオバヤシャブシの遷移の促進作用

出現種は、オオバヤシャブシ樹冠下では計15種、ハチジョウススキ草原内では計8種であり、樹冠下で多かった（図(1)-38）。樹冠下でのみの出現種はイヌビワ・アオキ・カクレミノ・タブノキなど8種であった。地点別出現種数は樹冠下で4.7±1.3種、草原内で2.4±1.6であった。Wilcoxonの符号化順位検定（p＜0.05）を行った結果、出現種数は、樹冠下で有意に高かった。

樹冠下では全窒素量が0.14±0.07%、全炭素量が2.5±1.2%、C/Nが18.6±1.1であったのに対し、草原内では全窒素量が0.07±0.03%、全炭素量が1.4±0.5%、C/Nが21.2±4.2であった。全窒素量と全炭素量は樹冠下で、C/Nは草原内で有意に高かった（Wilcoxonの符号化順位検定、p<0.05）。

オオバヤシャブシ樹冠下では、植物の出現種数・出現頻度・種多様性の値が、ハチジョウススキ草原内より高かったことから、オオバヤシャブシの存在は他種の定着・植物の種多様性に対して促進的効果をもたらしたと考えられる。また、オオバヤシャブシ樹冠下でのみの出現種は、今
後林冠を形成すると考えられるタブノキや照葉樹林の下層を形成する遷移後期種であった。したがって、遷移後期種の定着促進からも、オオバヤシャブシの存在が遷移の進行に促進的効果をもたらしていると考えることができる。

図(1)-38 オオバヤシャブシ樹冠下とハチジョウススキ草原内における種別の出現地点数（オオバヤシャブシ・ハチジョウススキは除く）

## （１５）２０００年噴火被害地におけるイズアオドウガネの遷移初期植物の葉の質とその嗜好性

食害はルート全体でハチジョウススキに全く見られず、噴火被害の強いルートにおいては、ハチジョウイタドリが40％近く食害されている場所も見られた。イズアオドウガネの選好性指数を検定した結果（図(1)-39）、ほとんどのルートでハチジョウイタドリが選好され、ハチジョウススキが避けられていた。また、オオバヤシャブシでは両年とも4ルートでイズアオドウガネが観察され、そのうち噴火被害が弱い2ルートで選好されていた。

安定同位体比分析の結果を図(1)-40に示す。 $ C_{4} $ 植物であるハチジョウススキと、 $ C_{3} $ 植物であるハチジョウイタドリ・オオバヤシヤブシの $ \delta^{13}C $ 値に明確な差が見られた。イズアオドウガネについては、いずれの部位も $ \delta^{13}C $ 値が $ C_{3} $ 植物の値に寄っていたことから、イズアオドウガネ成虫は、 $ C_{3} $ 植物に依存していることが示され、 $ \delta^{15}N $ の濃縮係数を考慮すると、イタドリを主な餌資源としていると考えられる。

対象植物種の菓中窒素濃度については、ハチジョウススキが0.55±0.45%、ハチジョウイタドリが1.38±0.69%、オオバヤシャブシが1.65±0.21%であった。ハチジョウススキと比較するとハチジョウイタドリ・オオバヤシャブシが2倍以上高かった。一方、総フェノール量は、ハチジョウススキで著しく低かった。また、縮合タンニン量は、ハチジョウイタドリが特に高い値を示した。

イズアオドウガネは噴火被害の大きい場所を中心に発生しており、遷移初期植物3種のうちハチジョウイタドリとオオバヤシャブシを強く食害していることが示された。葉の栄養価である窒素は、オオバヤシャブシ、ハチジョウイタドリ、ハチジョウススキの順に高い濃度を示した一方、防御物質である総フェノール量と縮合タンニン量はハチジョウススキより、オオバヤシャブシとハチジョウイタドリに多く含まれていた。オオバヤシャブシとハチジョウイタドリの防御物質量はハチジョウススキより多かったことから、イズアオドウガネの餌選好性を決定する要因は、防御物質量ではなく、窒素量や本研究で扱っていない葉の強度などが考えられる。
図(1)-39 ルート別選好性指数

図(1)-40 対象植物種・イズアオドウガネ各部位の炭素・窒素安定同位体比

## （１６）２０００年噴火火山灰堆積地における植生回復とリル地形の関係

プロット内をリルの底（CT）、リルの谷壁部（斜面に対し西側をWS、東側をES）、リル間の高い平坦部（西側をWU、東側をEU）に区分し、5つの地形区ごとの植物株の定着数を比較した。ハチジョウススキの定着数はリル内（CT、WS、ES）でより多く、WSで最も多かった（図(1)-41）。調査斜面下端のリル内部に設置した土砂受け箱の計測結果から、20mm/hの降雨で体積約2,400cm³を超える土砂移動が発生したことがわかった。土壌水分計の観測結果より、出水時にリル内部へ地表流が集中し、土壌含水率が大幅に増加することがわかった。これらのことより、降雨によって出水が生じるとリル内で激しい土砂移動が起こり株の定着を妨げる要因となりうるが、同時に地表面に散布された種子がリル内に集められ、実生の発生・定着に寄与していると考えられる。

図(1)-41 各地形区内で見られた株数を面積で割った値（個／ $ m^{2} $ ）
## ハチジョウススキとオオバヤシャブシの植被率

## （１７）１９８３年溶岩とスコリア上の植生

コドラート内の出現種数は、ハチジョウススキ、ハチジョウイタドリ、ユノミネシダ、オオバヤシャブシなど8種であった。サブコドラートごとのハチジョウススキとオオバヤシャブシの植被率（図(1)-42）を見ると、ハチジョウススキはスコリア丘と溶岩台地の両方に出現した。一方、オオバヤシャブシについては、溶岩上で特に被度が高くなった。以上のように、スコリア丘上と溶岩台地上では、先駆植物種の量的な相違があり、溶岩上は、窒素固定植物であるオオバヤシャブシの定着に適しているものと考えられる。

溶岩の割合（%）

ハチジョウススキの植被率（%）

オオバヤシャブシの植被率（%）

図(1)-42 10m×10mサブコドラート内の溶岩の割合と

## （１８）三宅島火山性荒廃地における環境保全型治山緑化工法の機能の評価

2013年9月23日から約一ヶ月間における、CR下流の流出土砂量を図(1)-43に示す。この期間の総合雨量は400mm強であった。CRが土砂を捕捉し、その流出量を抑えていることがわかった。なおこの時点でCRのポケット部は約500ml/m²の土砂を溜めていたが、満砂には至らず、土砂の捕捉機能は健在する状態であった。設置後1年が経過したCRの付近には複数のハチジョウススキの株が生育していた（図(1)-44）。CR付近は水分の集まる場所であるため、それがハチジョウススキの生育に寄与することが予想される。またCRは内部に繊維質の資材を用いており、そこにハチジョウススキの根が張っているのが観察された。これより、CR自体が植生生育基盤としての機能を持つことが示唆された。

図(1)-43 クレセントロール設置点と対象地点における、