小林 達明

樹幹切断後の樹幹内での樹液流動と吸水量の関係を調べるために, スギ (Cryptomera ajponica) とタムシバ (Magnolaasa licifolia) をそれぞれ1個体ずつ選んで実験を行った。供試木の樹幹を夜明け前に切断し, 樹幹切 断部からマリオットボトルを用いて給水を行った。樹幹切断前後の樹液流速度の変化はヒートパルス法で測定 した。スギの場合, 日中に樹液流速度は一定値を示したが, タムシバでは樹液流速度が一定になるような傾向 は認められなかった。蒸散量の増加に対して樹液流速度が対応しないのは樹幹内の通水面の拡大によると考え られた。スギの場合, 樹液の流動が始まると同時に吸水も開始したが, タムシバは1時間ほど吸水の始まりが 遅れた。タムシバは日中の最大樹液流速度が速く, 蒸散によって生じる水欠差は樹幹内の貯留水でまかなわれ ていることが示唆された。一方, スギの蒸散はほとんど吸水に依存していると考えられた。

Water uptake from 5 layers of soil strata was estimated with the multi-layered root-system model. In early stage, water was mainly absorbed from upper soil layer. Along the process of soil-dehydration, the main absorbing layer shifted down. The conductance of water-uptake apparently decreased below the lento-capillary point of soil. As the soil was dried, the resistance from stem to leaf was kept of the low level, but the resistance from soil to stem much increased. It is possibly due to the increase of the resistance in the interface between soil and root surface.

岩盤のり面緑化のために適切な立地区分を行い, 適当な樹種を抽出するため, 房総低山地に出現する軟岩のり面30ヶ所の植生調査を行い, 植生の成立条件と構成種の生活形態を多変量解析により明らかにした。数量化I類により植生成立条件を解析したところ, 日当たり, 地形, 斜面方位が植生の成立に大きな影響を与えていた。主成分分析により, 植物組成はのり面内ののり肩, のり腹, のり尻という微立地に強く規定され, 外部要因や遷移段階の影響は小さかった。また, クラスター分析により成立植物群落の生活型組成を解析したところ, 岩盤のり面ののり腹には低木で種子サイズが小さく, 葉のサイズは小型の樹種が適していると考えられた。

1997年夏の中国北部は深刻な干ばつに見舞われたが,本研究では,その期間および降雨後の林分の水分動態および干ばつ時に土層厚の異なる2林分での水分動態を測定した。降雨前は干ばつのため,土層上部は永久しおれ点に達していたが枯死はみられなかった。アブラマツは日中は気孔を閉鎖し,蒸散を抑制することで土壌乾燥に対応していた。降雨後では林分蒸散量は降雨前の約3倍に増加した。また,土壌の物理性の試験から調査地の土壌は保水力が高いことがわかった。土層厚が厚い林分では,水ストレスの影響は少なく蒸散量は維持されていた。有効土壌水分と水分消費から無降雨期間における土層厚の重要性について考察した。当地においてアブラマツ林分が維持されるためには,土層厚が重要な要因であり,土壌侵食に十分配慮する必要があることが明らかになった。

木本植物種の他感作用物質の有無や他感作用の程度・様式を把握する目的で, 関東地方に見られる木本種30種類について, 葉からの水抽出液と工タノール抽出液を用いた, レタスを検定植物とする発芽・生育試験を行った。発芽開始時間, 発芽速度, 最終発芽率, 幼根・胚軸の伸長量を求め, 種間比較を行った。いずれの樹種でも発芽速度の低下と幼根の伸長阻害が見られた。陽樹であるアカマツ・クロマツ・イイギリ・エゴノキは水抽出液, エタノール抽出液のいずれについても顕著な他感作用を示すことから, 他感作用物質を持つと考えられる。このような他感作用物質を持つ樹種を緑地へ植栽することによる, 雑草の発生や生育の抑制が期待される。

光合成・蒸散活動に伴い樹幹を流れる樹液は, 根系により集められ根株に集中してから根際を経て樹幹を通過し枝葉に至り, 利用される. その際, 樹液は樹幹外部の温熱環境からの影響を受け温度が変化する. 成育良好な樹木は蒸散が盛んで樹液流量が多く樹冠も大きいため温熱環境からの影響が小さく. 成育不良な樹木はその反対となる. そこで, 科学技術庁の活力度評価手法と樹液流の温度変化率との関連を検討したところ相関が認められ, 物理的な数値による客観的な樹木健全度判定の可能性が認められた.

In order to clarify the effects of tree species on organic matter dynamics in soil, we investigated the amount of forest floor material, leaf litter decomposition rate, soil chemical characteristics, soil respiration rate and cellulose decomposition rate in a Japanese cedar forest (cedar plot) and an adjacent Japanese red pine forest (pine plot) established on a flatland. The amount of forest floor material in the cedar plot was 34.5 Mg ha-1 which was greater than that in the pine plot. Because the leaf litter decomposition rate was higher in the pine plot than in the cedar plot, it is likely that the difference in the amount of forest floor material between the plots is caused by the difference in the leaf litter decomposition rate. The C concentrations of soil in the cedar plot were 1.2-2.1 times higher than those in the pine plot. Soil pH(H2O)s in the cedar plot were significantly higher than those in the pine plot. The soil respiration rates and the rates of mineralized C in the cedar plot by in vitro incubation were higher than those in the pine plot. From this result, it is assumed that soil organic matter in the cedar plot was decomposed relatively faster compared with the pine plot. Furthermore, microbial activities, which were reflected as cellulose decomposition rates in the cedar plot, were higher than those in the pine plot.

光合成・蒸散活動に伴い樹幹を流れる樹液は, 根系により集められ根株に集中してから根際を経て樹幹を通過し枝葉に至り, 利用される. その際, 樹液は樹幹外部の温熱環境からの影響を受け温度が変化する. 成育良好な樹木は蒸散が盛んで樹液流量が多く樹冠も大きいため温熱環境からの影響が小さく. 成育不良な樹木はその反対となる. そこで, 科学技術庁の活力度評価手法と樹液流の温度変化率との関連を検討したところ相関が認められ, 物理的な数値による客観的な樹木健全度判定の可能性が認められた.

時系列的なNOAA LACデータを夏期5年分用いてカザフスタン共和国内の乾燥地帯に位置するイリ川デルタ植生の年次変動とその変動に及ぼす河川流量と降水量の影響について明らかにしようとした。衛星データによる乾燥地の植生の定量的評価には土壌の反射特性に配慮を必要とするため, 22地点の土壌を採取して反射率を測定し, 各々の土壌の特性を示すSoil lineを得ることによりTSAVIを求めた。これをもとにデルタのLAI画像の作成を行い, これを時系列データとし相関分析を行った。その結果, デルタに分布する植生は, この乾期においては降水量とは無相関であり, イリ川支流ごとの流量配分により影響を受けていた。しかしその反応については, 降水依存型の植生と河川水・地下水依存型の植生とでは大きな違いが認められた。大規模灌漑にともなう取水はデルタ植生の衰退をまねくだけでなく, ダムによる流量調節によって洪水が減少することによる沙漠化の危険性も確認できた。

Unusual weather during the summers of 1990's was detrimental to forests and crops. The scientists responsible for the observed forest decline have not been identified, and still trying to find the causes. In this study, measurements of leaf spectral reflectance, photosynthesis, and stomatal conductance of Stewartia pseudocamellia Maxim. (Natsutsubaki) seedlings were carried to detect an indicator of plant water status. Reflectance on infrared wavelength increased with decreasing leaf water content. The slope and inflection point position of the red edge reflectance feature was determined by calculating the first derivative of the spectral curve. A distinctive blue shift, defined here as a shift of the red edge inflection point to shorter wavelengths, is seen in reflectance data from samples collected of the water deficient seedlings. Stress index (SI) was also derived from leaf spectral reflectance data. The photosynthesis and stomatal conductance were affected by low water potential, and these parameters decreased with increasing SI value. The relationships between the physiological parameters of tree seedlings and SI derived from remote sensing data suggest that SI value is useful for detecting and monitoring stress status of forests.

Unusual weather during the summers of 1990's was detrimental to forests and crops. The scientists responsible for the observed forest decline have not been identified, and still trying to find the causes. In this study, measurements of leaf spectral reflectance, photosynthesis, and stomatal conductance of <I>Stewartia pseudocamellia Maxim.</I> (Natsutsubaki) seedlings were carried to detect an indicator of plant water status. Reflectance on infrared wavelength increased with decreasing leaf water content. The slope and inflection point position of the red edge reflectance feature was determined by calculating the first derivative of the spectral curve. A distinctive blue shift, defined here as a shift of the red edge inflection point to shorter wavelengths, is seen in reflectance data from samples collected of the water deficient seedlings. Stress index (SI) was also derived from leaf spectral reflectance data. The photosynthesis and stomatal conductance were affected by low water potential, and these parameters decreased with increasing SI value. The relationships between the physiological parameters of tree seedlings and SI derived from remote sensing data suggest that SI value is useful for detecting and monitoring stress status of forests.

To clarify the variation of the stored water of sapwood with transpiration, the water budget of Cryptomeria japonica D. DON was determined by weighing a suspended cut tree (Fig. 2), 9 m tall, and making water potentials measurements during four consecutive experiments. The changes of water in the sapwood were estimated by deducting the changes in foliage calculated by the leaf water potentials from the total change in the sample. The diurnal variations of transpiration and water uptake were measured for the cut tree at the ground surface and for only the crown part, without the trunk, of 4.3 m. The results showed that the diurnal variations of the water uptake occurred one hour later than the variation of the transpiration near the peaks in each experiment. This means that the sapwood of the crown had more moveable water than did the trunk having the cut condition. In this process, there is a logarithmic relationship between the sapwood water potential and the relative water content in the sapwood of the crown.

蒸散による樹体水貯留の変動特性を解明するため,切断した樹高約9mのスギを用いて,蒸散と吸水の直接測定から樹体水収支を求める手法,および葉と幹の水ポテンシャルの連続測定により樹体水貯留変動を測定した。さらに4連続実験を3日間で行い,樹体地上部を葉部•樹冠辺材部•幹辺材部に区分してそれぞれの水分量変動を算定した。実験結果では,まず根系部の吸水抵抗のない樹体地上部での蒸散と吸水の日変化は位相がずれ,各ピークでは1時間の遅れがあった。次に生枝下の幹を切除した樹冠部のみでの蒸散と吸水の日変化は同様に位相がずれ,ピーク出現時刻,遅れ時間とも実験1と同じ結果であった。このことから,根系部の吸水抵抗のない樹体では,樹冠辺材部の水貯留が蒸散により変動し,葉のP-V曲線に相当する樹冠辺材部の相対含水率θ<SUB>s</SUB>と幹の水ポテンシャルψ<SUB>s</SUB>,の間には対数曲線関係が存在することが判明した。また樹体地上部の水貯留が大きく変動するときの消失•回復過程では,θ<SUB>s</SUB>とψ<SUB>s</SUB>の関係がヒステリシスを持つことが判明した。

中央アジアの乾燥・半乾燥地域の自然的な植生変動と大規模潅漑がその変動に及ぼす影響について, 現地調査により蓄積されている植生情報とNOAAGVIの周年データおよびSPOTHRVデータを用いて, その骨子を取りまとめた。植生類型は大きくその地域の降水に依存したタイプと河川水に依存したタイプにわかれ, 土質的特徴と関連を持つタイプもある。大規模潅漑は河川水とその氾濫に依存したタイプに大きな打撃を与え, 粗放な潅漑排水システムに起因する塩性化による植生変動もある。アラル海の旧湖底には新たな植生侵入・遷移が見られる。今後, 取水制限による湿地保護と河畔林とサクサウール林の回復が望まれる。

The population structure and water relations of Artemisia ordosica were studied at different stages of the sand dune fixation process. Vegetation coverage and biomass increased as the sand dune fixation process progressed. In contrast, individual growth rate decreased in the late fixation stage. On fixed sand dunes the modal age of A. ordosica plants was higher and seedlings or saplings were rarely observed. On active sand dunes, settlement of seedlings was regulated by sand mobility; that is, seedlings were observed only when sand mobility was below 10 cm per year. Leaf transpiration was highest in active sand dunes. Stand transpiration in feted sand dunes was lower than in semi-fixed sand dunes. These differences in transpiration were related to a decrease in soil water availability, which was affected by the increase in the aeolian fine soil component during the course of sand dune fixation. The reduction in soil water status and the cessation of sand movement were considered to be important factors in the decline of the Artemisia ordosica community.

湛水処理によってソメイヨシノ, コナラ, ギンドロの苗木は吸収能力が低下して体内の水分状態が乾燥化した。ソメイヨシノではその程度が著しく, 湛水後2週間目にはすべての葉が落葉し, 枯死した。コナラでは水分状態の低下によって, 気孔コンダクタンスと葉肉コンダクタンスがともに著しく低下し, 根量を中心に成長量が低下した。しかし葉の耐乾性を高めることによって湛水状態を生き残った。ギンドロでは水分状態の低下によっていったんは気孔コンダクタンスも光合成速度も低下するが, その後, 不定根が発生するなどして吸水能力をある程度回復した。葉の厚化, 小型化など形態的順化反応が顕著で, 気孔コンダクタンスや光合成も回復し, その結果, 成長量の低下も少なかった。マルバヤナギでは湛水処理によっても吸水能力の低下が見られず, 成長量やその配分にも全く影響がなかった。

1.中国ムウス砂地の成因と自然環境について既往の文献をまとめた.ムウス砂地は気候的には砂漠地域に属さないが, 人為的干渉の影響が強い砂漠化地域である.砂漠気候と草原気候の中間的な位置にあり, また第四紀地層に大量の砂質堆積物を蓄積しているため, 潜在的に砂漠化の危険性の高い地域である.こうした条件のもとで主として環境に不適応で無理な農耕の導入によって砂漠化が進行した.現在の土地は景観的には波状高平原, 移動砂丘地, 固定砂丘地, 湿性草地に分類され, それぞれ基盤の条件, 水分条件, 風成作用などによって特徴づけられる.そしてそれぞれの条件に応じて特徴ある生態系が成立している.それらの類型は固定的なものではなく, 固定砂丘地, 波状高平原は砂漠化によって移動砂丘地に移行する.とりわけ固定砂丘地は不安定で開墾によって容易に砂漠化してきた.一方, 砂の移動量が少なくなった砂丘では, 土地の遷移が始まり固定砂丘に移行する.2.湿性草地の防護林, 砂丘の防砂林の主要な造林法であるハンリュウの大枝じかざし造林法についてその生育状況と立地の関係を調査した.植栽後1年目では湿性草地の方が生存率が高く, その後の生育の段階では多少乾燥した環境の方が生存率が高かった.全体の生育状況は地下水位からの距離が2m前後で最もよく, それ以上でもそれ以下でも生育が低下した.葉面コンダクタンスは地盤高が上がるほど低下し, 乾燥した気象条件が続くとより低下した.地下水位の浅い領域では土壌の嫌気的環境が根の生育を阻害する.一方, 砂丘上の個体は地下水からの水の供給がなく, 乾燥しやすい状態にあると考えられる.ハンリュウの生育状況と地表植生とは密接な相関関

建築物の壁面につる植物を被覆させることによる夏期の壁面温度の上昇抑止効果を把握するための測定実験を行った。簡易建築物の南側につる植物で覆われた壁面とつる植物のない壁面とを設け,壁面温度,壁面での熱流の経時変化を,晴れた日,曇りの日,晴れた日で室内は冷房,という3種類の異なった条件の日に計測した。そのうち1日の計測では,つる植物の葉からの水分の蒸散量,地際の幹での樹液流速の計測,熱赤外線ビデオカメラを用いた南側壁面全体の表面の温度分布の画像撮影をも行った。壁面の緑化により壁面の最高温度を約10℃低下させることができること等が確かめられた。また,日中,壁面緑化による壁面温度の低減量が大きくなるにつれて,葉からの蒸散量も大きくなる傾向が見られた。

緑化樹の潮風害は, 風衝と付着塩分の相乗作用によって起こるものと推測されている.本研究は, このことを実証するために, 風洞を用いて, 3種の緑化樹苗木と切り枝によって実験を行なったものである.実験の結果, 上の推測の妥当であること.また緑化樹の潮風害にはいくつかの共通パターンの存在すること, その共通パターンは, 苗木と切り枝で, 大きく分けられる事等が分かった.

湿性草地・砂丘の裾・砂丘上の土壌水分条件の異なる立地に植栽されたハンリュウ個体に, SRACモデルを適用し,水分動態を解析した。シミュレーションの結果は実測値とよく適合した。夜明け前の水ポテンシャルには,立地による違いはなかった。個体全体の通水抵抗は,土壌水分条件の違いを反映し,砂丘上で著しく大きく,草地で小さかった。しかし砂丘上では,根系分布が深く,葉量/細根量率が小さく,抵抗をより小さく補償していた。砂丘上では葉面コンダクタンスが小さく,蒸散フラックス密度の大きさは草地上,砂丘の裾,砂丘上の順であった。日中の水ポテンシャルは砂丘上でやや低かったが,砂丘上の細胞の浸透ポテンシャルは草地上より低いため,圧ポテンシャルは同様と推測された。このように,ハンリュウは個体・器官・組織・細胞のそれぞれのレベルで反応して,圧ポテンシャルを安定的に保つよう,水分動態を制御していると考えられた。

ハンリュウの葉面コンダクタンスの変化の説明要因について,ポット実験と野外生育個体の測定から検討した。葉面コンダクタンスの日変化は,非線形回帰分析の結果,光と大気飽差の二要因によってよく説明された。ポット実験の土壌水分の減少の過程を通して,通水抵抗の増加がみられた。第一段階では,日中の葉の水ポテンシャルのわずかな低下がみられた。第二段階では,日中の水ポテンシャルは一定で,葉面コンダクタンスと夜明け前の水ポテンシャルが低下した。第三段階では日中の水ポテンシャルも低下した。葉面コンダクタンスは土壌の強い乾燥領域で土壌水分量や夜明け前の水ポテンシャルの低下に従って低下した。野外測定では,葉面コンダクタンスは砂丘上で草地上の約1/2であった。夜明け前の水ポテンシャルは同様に高かったことから,砂丘上では気孔の形態や反応が水分の少ない土壌条件に順化し,ストレスに対する反応が異なったものと考えられる。

緑化樹の潮風害は, 風衝と付着塩分の相乗作用によって引き起こされるものと推測されている.本研究は, この事を実証する目的で, 風洞を用いて, 12種の緑化樹について実験を行なったものである.実験の結果, 上の推測の妥当であること, また緑化樹の潮風害には幾つかの共通パターンが存在すること, その共通パターンは常緑樹と落葉樹に大きく2大別出来ること等がわかった.

1986年, 千葉市海浜埋立地において緑化樹の潮風害による被害状況を生育期間を通して調査した.クロマツでは, 被害は調査期間中ほとんど観察されなかった.マテバシイ, ウバメガシでは, 内陸寄りの樹木では被害は著しくなかった.両者とも被害は主として新葉の展開期に観察されたが, マテバシイの葉の展開が春期に限られているのに対し, ウバメガシでは生育期間中, 継続的に展開を続けるため, 後者の被害は長期にわたって観察された.ヤマモモ, クスノキでは, 内陸寄りの樹木についても被害が観察された.ヤマモモでは, 葉の被害は主として幼葉の期間に進行した.被害は葉のみならず枝の伸長量の差にも明らかである.クスノキでは, 葉の被害は幼葉期に限らずあらわれ, また枝の被害も著しかった.こうした被害の様相の違いは, これらの樹種間にみられる樹冠偏形のあり方の違いに反映していると考えられる.

中華人民共和国モウソ砂地において砂丘の防砂, 農牧地の防護によく用いられるハンリュウの大枝じかざし造林法についてその生育状況と立地との関係を調査した。植栽後1年目では湿地環境の方が生存率が高く, その後の生育の段階では多少乾燥した環境の方が生存率が高かった。全体の生育状況は地下水位からの距離が2m前後で最も生育がよく, それ以上でもそれ以下でも生育が低下した。気孔コンダクタンスは地盤高が上がるほど低下し, 乾燥した気候が続くとより低下した。地下水位の浅い領域では土壌の嫌気的環境が根の生育を阻害し, 砂丘上の個体は地下水からの水の供給がなく乾燥しやすい状態にあると考えられる。生育状況は地表植生と密接な相関関係がみられ, 地表植生は本造林法の適地診断法として有効なものと考えられる。

緑化樹の耐潮風性を知る目的で, 千葉市の海浜埋立地の街路樹について調査と実験を行った.調査対象には, 海風とほぼ平行に並んだ7種の街路樹を選び, その樹高・活力度・幹周・樹冠偏形度や葉内浸入塩素量の測定を行った.その結果, 海岸線からの距離や樹種による潮風害の差を知ることが出来た.

千葉海浜埋立地において, 落葉樹の潮風による被害状況を, 1986年の生育期間を通して調査した。 強い海風による潮風害の後, スズカケノキやシダレヤナギでは新葉の展開が目立ったが, ユリノキでは新葉の展開は少なかった。 またシダレヤナギは枝が長くしなやかなため, 風害の軽減がみられたが, スズカケノキ, ユリノキの大形の葉は強風による損傷が目立った。

中国の毛烏素沙地において, 土壌水分条件および主要な緑化樹である旱柳の根系分布を調査した。旱柳は低地から砂丘の上まで植栽されているが, 地下水位80-100cmの低地では根系発達が極めて悪く, 枯死木もみられた。地下水位1.5m程度の半固定砂地で最も良い生育を示した。砂丘上の砂は有効水分が少なく, 早柳の根系分布密度は疎になり, 分布範囲か広くなっていた。高さ5m以上の砂丘では, 水分不足のため, 早柳の生育は困難であった。

緑化樹木の活性度診断法として, 最近新しく開発された手法を検討した。試験の対象とした樹木は滋賀県下に設けてある試験のり面に植栽されている樹木であり, 施肥地区と無施肥地区があり, 生長の差が明確に現れているものである。活性度の診断に使用した手法は葉緑素計の蒸散計であり, ほかに赤外線カラーフイルムを用いた地上写真も試みた。その結果活性度診断法として利用できる可能性があること, そこでの問題点が明らかになった。

京都下鴨神社境内の立入禁止区域の常緑一落葉混交林において, その林分構造について調査した。その結果, 上層木は, 常緑, 落葉両樹種の優占が明らかであったが, 常緑樹種は, 多くが閉鎖林部, ギャップ (樹冠欠損部), 林縁で後継個体を維持しており, 落葉樹種は, 先駆種を含め, ギャップ, 林縁でしか, 後継個体がみられないことがわかった。この結果から, さらに, この森林での更新, 都市林としての問題点について考察した。

ウマスギゴケ群落の維持機構を調べるために, 旧演習林本部中庭のウマスギゴケ群落において, 異なる日射, 乾燥条件下にいくつかのコドラートを設定し, 各調査区毎に刈り取り調査を行なった。より高い乾燥条件下では, 地上茎は短かく葉の密度は高く, 乾燥に対して耐性の高い形状を示した。1年以上の茎は少なく, 当年生の茎のランダムで大量な出芽によって群落は維持されていた。より低い乾燥条件下では, 地上茎は細長く厚いターフを形成し, より高い位置で光合成を行なうような形状を示した。1年生以上の茎は多く, 新茎は過度の集中を避けるように出芽していた。松の木の下ではあまり乾燥せず, 高い日射を得ることができるという極めて好適な生育条件がみられた。そこでは各齢の茎群毎に波状の分布がみられた。これは好適な条件下での高齢の茎の集中的な生き残りと, それによって新しい茎の出芽が抑えられることによると考えた。造精器をつけた雄茎, 胞子をつけた雌茎は主に乾燥があまり強くなく安定した部分に分布していたが, 雌茎は特に古く安定した部分で見られるように思われる。年齢構成, 各齢の茎群の分布様式などについて, 各々が主に分布する群落の聞で差異が見られた。