北方針広混交林におけるトドマツ若木のアーキテクチャーの可塑性発達と相対生長関係

Abstract

北海道の針広混交林の下層に異なった光環境を形成している広葉樹林と針葉樹林に生育している樹高1 - 10mのトドマツ若木の各部分間の相対生長関係を調べた。地上部バイオマス重と樹高の関係は, 傾き (生長率), 切片 (初期値) ともにプロット間で差が見られず, ある樹高サイズの若木を構築するには光環境の変化にかかわらず等量のエネルギー投資を要することを示唆していた。しかし, 生産器官である樹冠部重と樹高および幹重と樹高の関係にはプロット間で差が見られ, 明るい広葉樹林下の若木では樹冠部への配分が大きく, 逆に暗い針葉樹林下の若木では支持器官である幹への配分が大きくなっていた。根元直径と樹高の関係は切片値に差が見られ, 切片値の大きい針葉樹林下の若木の幹の形状は広葉樹林下のものに較べて"ずんぐり"していた。幹重と幹体積指数との関係も切片値に差が見られ, 切片値の大きい針葉樹林下の若木の材比重は広葉樹林下のものより大きくなっていた。小さいながらも幹の上部に集中的に樹冠を発達させる針葉樹林下の若木は安定性の低下を招くことが推察され, 幹の形状と比重の変化は針葉樹林下における幹の強度を増し安定性を確保するための投資と考えられた。こうしたトドマツ若木における幹への投資と樹冠部発達のための投資はトレードオフ関係にもとづいていた。トドマツ若木の個体レベルにおける葉による幹の負荷は, 広葉樹林下に較べ暗い針葉樹林下で非常に大きく, 樹冠レベルにおける葉による枝の負荷も, 針葉樹林下において大きかった。トドマツの負荷は可塑的にかなり大きく変わることを示していた。広葉樹林下と針葉樹林下のトドマツ若木は, 主に各部分間の相対生長式の切片値に違いが見られ, 可塑性の発達を示していた。アーキテクチャーの可塑性が発達しているからこそ, トドマツは不均一な光環境となっている森林下層に普遍的に分布しうるものと考えられた。

Aboveground biomass allocation patterns of Abies sachalinensis saplings (1≦Height≦10m) were examined by using allometric function under hardwood and conifer stands, where form different light conditions in the understories. Relationships between weight of aboveground biomass and tree height were similar between stands, suggesting A. sachalinensis saplings need same costs for construction regardless of light conditions. However, biomass allocation to crown part (branch and leaves) is higher under hardwood stand and to stem is, inversely, higher under conifer stand. Stem of saplings under hardwood stand is lighter and slenderer than that of conifer stand. The differences in stem taper and wood density between stands are due to difference in constructing cost for stability. Weight of stem maintained by unit weight of leaves under conifer stand was higher than that of hardwood stand. Moreover, weight of branches maintained by unit weight of leaves was slightly higher than that of hardwood stand. Difference in allometry of A. sachalinensis saplings between stands reflected architecture plasticity. Architecture plasticity permit existence and growth of A. sachalinensis saplings in heterogeneous light environments of the forest understories.