トウヒとモミの森
Spruce forest
カナダのロッキー山脈のトウヒとモミの森

トウヒ・モミ林は、北半球に見られる、トウヒとモミが優占する森林の一種です。これらの森林は、2つの主要な樹木属が自らの樹木陰で繁殖できるため、しばしば極相林とみなされます。[1]

分布

トウヒ・モミ林は、北半球全域の高緯度または高地の寒冷地域に分布しています。[1]これには、カナダとロシアの高緯度北方林の全域と、[2] [3]北米のロッキー山脈、アジアの天山山脈、ヨーロッパのカルパティア山脈などの低緯度の山脈が含まれます。[4]

トウヒ・モミ林は、一般的に寒冷な気候に生息し、冬は寒く、夏は涼しい。例えば、アパラチア山脈南部では、トウヒ・モミ林の7月の平均気温は、森林限界で13℃、トウヒ・モミ林／落葉樹林推移帯で17℃の範囲に分布していた。[5]

例と特徴

かつて南部アパラチア山脈の森林は、山頂や山脈でおよそ 140 平方キロメートル (54 平方マイル) の面積を覆っていました。今日、このタイプの森林は 70 平方キロメートル (27 平方マイル) 以下を占めています。この森林喪失の多くは、伐採とそれに続く焼畑火災によるものです。 [6]ウォーターロック ノブの火災は、焼失したトウヒやモミの森林で通常見られる植物種とは異なるグループで構成されていました。この林分の高木層は、予想よりも幹が少なく、基底面積が低いです。低木層は非常に密集しているため、樹木の繁殖の成功率が低下している可能性があります。[7]草本層の成長は、若く攪乱されたトウヒやモミの林分では典型的ではありません。これらの植生特性から、おそらく高温の火災と急峻な岩の斜面、浅い土壌が組み合わさって、典型的なトウヒとモミの林分の発達が抑制された理由の一部であったと考えられます。[6]焼失した土壌は、過去および現在の植生パターンと種の構成を決定する上で重要な要因となっている。[6]

イエローストーン火災の影響調査

米国西部の森林の火災後の影響には、 1988年のイエローストーン国立公園の火災に関する重要な研究が含まれる。歴史的に、制御された焼畑は森林を間伐するために利用されてきた。1970年代までに、イエローストーンは、雷によって引き起こされる火災のプロセスが野生の土地の遷移に影響を与え続けるようにする自然火災管理計画を開始した。[8] 1988年には、イエローストーン国立公園で248件の火災が発生した。 [ 8]火災で死んだ動物については、米国国立公園局はヘラジカ345頭、シカ36頭、ヘラジカ12頭、アメリカグマ6頭、バイソン9頭、ハイイログマ1頭を数えた。 [8]魚も加熱された水のために死んだ。調査によると、土壌の1%未満が地下の植物の種子と根を燃やすほど加熱されたことがわかった。[8短期的な影響は、野生生物の個体数の大部分が影響を受けなかったか、すぐに回復したことを証明しました。火災後の数年間、降雨量と短期的な灰および栄養塩の流入が相まって、焼失地には見事な野生の花が咲き乱れました。[8]

火災の影響

植物は移動できないので、自然選択を通じて撹乱に対する抵抗力を発達させなければならない。個々の植物種は、火災に対する抵抗力が予測可能な方法で変化する。[9]これらの抵抗力により、火災後の再定着時に生物多様性が大幅に増加する可能性がある。 [9]研究によると、火災から11年後のトウヒとモミの森では、火災がなかったコミュニティよりも草本の多様性が高いことがわかっている。[10]低木の再生には時間がかかったが、すぐに低木群集の多様性も高まった。[11]トウヒとモミの森は、多層の樹冠と密集した下層林のため、他のほとんどの森林よりも生物多様性が高い。[12]これにより、不均一で多様な林分構造が形成され、さまざまな種類の火災が発生し、通常は燃えていない木々が点在する。[12]火災により土壌が酸化されるため、種子の発芽が促進される。[9]また、多くの草本植物種は焼失地域に存在していたが、火災の影響を受けなかった地域には存在していなかった。[11]モミやトウヒは風によって拡散するため、再生した樹木の数は焼失していない林分からサンプル採取場所までの距離に依存する。

トウヒとモミの再生

モミやトウヒの再生にかかる時間は大きく異なりますが、根や枯れ枝が残っていない場合は数年かかります。再生時間は、樹種の種類、風の強さ、方位など、多くの環境要因によって異なります。[9]モミやトウヒが斜面に定着するのは、分散技術だけでなく、火災によって浸食が大幅に増加し、種子が根付くのが難しくなるため、はるかに困難である可能性があります。また、モミとトウヒは生存技術が異なります。モミは、火災後により早く回復するために、急速な成長、短い寿命、および容易な定着を利用しますが、トウヒは生き残るために長い寿命とより大きな胸高断面積に依存しています。[13]トウヒの定着率ははるかに低いですが、より大きな胸高断面積によって生存の可能性が高まり、火災後に残った根からの成長と風による分散の両方によって再生することができます。その結果、モミとトウヒが同時に再繁殖しますが、初期のバイオマスの大部分はモミが優勢で、後にトウヒが優勢になります。[13]頻繁な高強度の樹冠火災は、競争排除によってモミがトウヒを追い抜くのを防ぎ、トウヒとモミの森林を助けます。[13]トウヒは日陰に弱いため、生育するには開いた樹冠が必要です。つまり、モミを一掃し、樹冠に穴を開ける火災がなければ、トウヒはモミに競争で負けてしまうでしょう。[13]

火災、昆虫、菌類、虫の脅威

火災は森林の微小動物と興味深い関係がある。火災によって樹木が損傷すると維管束形成層が損傷し、樹木が食虫植物や真菌による攻撃を受けやすくなる。真菌感染は昆虫による攻撃ほど一般的ではないが、同様に致命的となる可能性がある。Amylostereum areolatumという菌は樹木を弱らせ、 Sirex noctilio (ヨーロッパモミバチ)などの昆虫が多数の森林を占拠できるようにする。トウヒとモミの森林で最も一般的な問題はキクイムシ、芽虫、および虫こぶを形成する昆虫であり、トウヒはこれらの昆虫に対して非常に影響を受けやすい。[14]トウヒの森林にはイースタンスプルースゴールアデルジッドやクーリーのスプルースゴールアデルジッドなど、通常森林に危害を加えることはない虫が生息している。[14]トウヒガの幼虫はトウヒやモミの葉を餌とし、大量に発生すると森林に悪影響を及ぼします。キクイムシはトウヒやモミの森林にとって最も一般的な害虫です。なぜなら、キクイムシは急速に拡散し、急速に繁殖し、対策が講じられる前に数千エーカーもの土地を容易に食い尽くしてしまうからです。1990年代には、キクイムシはトウヒの森林の約300万エーカー（12,000 km²）に影響を与えました。 [ 15]これらの昆虫の攻撃は、焼失地域の樹木の死亡率を高め、次の火災の燃料としてさらに供給することになります。[16]

動物相

モミやトウヒの森林では、ヘラジカ、シカ、エルク、鳥、カンジキウサギ、その他の小型哺乳類など、多くの大型動物が支えられています。[17]モミやトウヒの森林で火災が鳥類の個体数に及ぼす影響はさまざまです。火災後と隣接する未焼森林を比較した3件以上の研究で観察された41種の鳥類のうち、22%は一貫して焼失森林で多く、34%は未焼森林で多く見られます。[6]一般的に、キツツキや空中採餌動物は焼失森林で多く、葉を食べる種は未焼森林で多く見られます。[6]トウヒやモミの群落型では、木は下部の枝を失うことが多く、 7～9か月の冬の間、ノウサギやその他の小型哺乳類が食料や隠れ場所として利用できなくなります。そのため、モミやトウヒの森林では大型哺乳類の個体数が密集しています。火災は、モミやトウヒの森林に依存する動物相を駆逐することはありません。モミやトウヒが芽生え始めると、それらは食料として利用され、残された木々は避難場所となります。[12]モミやトウヒの森林は不均一であるため、木々のパッチは常に自然に残されます。一方、火災の抑制は、自然のパッチの動態を変化させ、その結果、そこに生息する哺乳類の数を大幅に減少させます。[12]木々はすべて老齢化し、樹冠を閉じ、下層林は抑制され、冬には枝が落ち、年間の大部分は食料が不足します。また、火災が数年間抑制された後、その地域で樹冠火災が発生した場合、火災は密集した樹冠全体に急速に広がります。避難場所となるパッチは残されず、残存する林分から焼失地の中心部までの距離が遠いため、モミやトウヒの再生にはより長い時間がかかります。[要出典]

参照

参考文献

  1. ^ ab Van Pelt, Robert (2008). 「ワシントン州東部における古木と森林の特定」ワシントン州天然資源局. pp. 51, 145– 146.
  2. ^ La Roi, George H. (1967). 「北米タイガの北方トウヒ・モミ林における生態学的研究 I. 維管束植物相の分析」 .生態学モノグラフ. 37 (3): 229– 253. doi :10.2307/1948439. ISSN  0012-9615.
  3. ^ Skomarkova, MV; Vaganov, EA; Wirth, C.; Kirdyanov, AV (2009年6月). 「中央シベリア中部タイガ亜帯における針葉樹と広葉樹の放射状増加の気候条件」 .地理と天然資源. 30 (2): 167– 172. doi :10.1016/j.gnr.2009.06.014.
  4. ^ マクマホン、ジェームズ・A.；アンダーセン、ダグラス・C.（1982年9月）「亜高山帯森林：北米西部に重点を置いた世界的視点」『自然地理学の進歩：地球と環境』6 (3): 368–425 . doi :10.1177/030913338200600302. ISSN  0309-1333.
  5. ^ Cogbill, CV; White, PS (1991-07-01). 「アパラチア山脈沿いのトウヒ・モミ林と樹木限界線における緯度と標高の関係」 . Vegetatio . 94 (2): 153– 175. doi :10.1007/BF00032629. ISSN  0042-3106.
  6. ^ abcde サンダース, ポール・リチャード; ラムサー, ジョージ・S.; スマザーズ, ギャレット・A. 1981. ノースカロライナ州プロット・バルサム山脈におけるトウヒ・モミ林の焼失に関する生態学的調査。研究・資源管理報告書第48号。アトランタ（ジョージア州）：米国内務省、国立公園局、南東地域事務所；カルロウィー（ノースカロライナ州）：ウェスタン・カロライナ大学、共同公園研究ユニット。16頁[30856]
  7. ^ サンダース、ポール・リチャード；ラムサー、ジョージ・S；スマザーズ、ギャレット・A．1981．ノースカロライナ州プロット・バルサム山脈におけるトウヒ・モミ林の焼失に関する生態学的調査．研究・資源管理報告書第48号．アトランタ（ジョージア州）：米国内務省国立公園局南東部地域事務所；カルロウィー（ノースカロライナ州）：ウェスタン・カロライナ大学共同公園研究ユニット．16頁．[30856]
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  9. ^ abcd Ryan, Kevin C.「北方生態系における森林構造と火災行動の動的相互作用」2002年、Sylva Fennica 36(1): 13-39。2002年3月8日。
  10. ^ Gucker, Corey L. 「ブリティッシュコロンビア州中部における伐採と火災後の亜高山帯モミ林の植生回復」米国農務省消防庁火災影響情報システム、2005年11月22日 <http://www.fs.fed.us/database/feis/research_project_summaries/Hamilton03/all.html>。
  11. ^ ab Gucker, Corey L. 「ブリティッシュコロンビア州中部における伐採と火災後の亜高山帯モミ林の植生回復」米国農務省消防庁火災影響情報システム、2005年11月22日 <http://www.fs.fed.us/database/feis/research_project_summaries/Hamilton03/all.html>.
  12. ^ abcd Miller, Melissa A. 「コロラド州北西部におけるトウヒ・モミ、ロッジポールマツ、アスペンの被覆タイプの遷移段階におけるスノーシューウサギの生息地関係」2005年、コロラド州立大学論文、2005年8月29日。
  13. ^ abcd Aplet, Gregory H. 「コロラド州フロントレンジのエンゲルマンスプルース-亜高山帯モミ林の発達ダイナミクス」 1987年 コロラド州立大学学位論文：1987年11月18日。
  14. ^ ab Powell, Tracy. "Sprucing Up". 2007年. Tree Services Magazine. 樹木管理／造園業者および樹木管理業者. 2007年9月28日 < "Tree Services: Sprucing up". 2006年12月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年12月3日閲覧。>
  15. ^ Powell, Tracy. 「Sprucing Up」. 2007年. Tree Services Magazine . 樹木管理・造園業者・樹木管理業者. 2007年9月28日「Tree Services: Sprucing up」. 2006年12月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年12月3日閲覧。。
  16. ^ ライアン、ケビンC.「北方生態系における森林構造と火災行動の動的相互作用」2002年、シルバ・フェニカ36(1):13-39。2002年3月8日。
  17. ^ アイバーソン、ルイス、プラサド「気候変動に伴う樹木種の豊富さと森林群集タイプの潜在的変化」2001年エコシステム4: 186-199、2001年10月20日。
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