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アカマツ林の土壌微生物バイオマス量に対する森林施業と地形位置の影響(立地)

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The Society of Applied Forest Science

NII-Electronic Library Service

The  Sooiety  of ApPlied  Forest  Soienoe

日林 関 西 支 論

5

1996

壌 微

      森林 施 業

地 形位 置

影響

*1

 信博

*2

,土

井  雅

*3

,宿

*4        

ABSTRACT

   

Soil

 microbial  

blomass

 

in

 

forest

 soils with 

differerlt

 silvicultural 

practices

 were measured  

by

 

fumigation

 extraction  method

 

A

 secondary  

forest

 of 

Pi

」2us 

denstV70ra

mixed  with  

Qt

{erczag serrata  

has

 

been

 cut  on  

March

 

1994

 and  

half

 of 

the

 clear

cut area

has

 

been

 slash

buri

ユed on  

August

 

1994.

 

Soil

 organic  

layer

 and  surface  soil 

fron10cm

 

to

5cm

 in 

depth

 

were  collected

 

on

 

Apr

 1995

 and  

July

 

l995

 

Average

 soil rnicrobial

biomass

 was  

highest

 at 

the

 secondary  

forest

 and  

lowest

 at slash

burned

 

bQth

 

for

 

the

organic  

layer

 and 

the

 surface  soil

 

In

 most  of the study  

plots

 

the

 average  soil mic

robial  

biomass

 were  

higher

 on  the ridge  than 亡

he

 

bottom

 of the slope  and  also  

higher

on  

July

 

than

 on 

April.

 

Detrlmental

 effect of clear

cutting  and  slash

burning

 on soil mic

robial  

biomass

 were  confirrned  one 

year

 after  those event

1

  は じ め に

 

壌 微

バ イ オマ ス と は土

壌 中

の生き てい る微 生 物 に よっ て

保 持

さ れ てい る

可 給 態

炭 素

養 分

を 意

す る。

農 地

で は

炭 素

量にし て

0.

2〜1.

Omgg−

1が

通 で あ り

こ れ ら が

表 層

30cm

窒 素

100

600

 

ha

1

50

300kgha

i

ん でい る と

え ら れてい るi)

で も

鉱 質

では

地 土

とほぼ

じレベ ルの

土 壌微

生 物バ イ オマ ス

C

量が

測 定

されて おり

リ タ

で は

質 土

よ りも

くの

炭 素

物 体

持 さ れ てい ると

え られ てい る5 } 。 し た がっ て

バ イ オマ ス に 含 ま れて いる

養 分

量の

き は 重 要 で あ り

多 く の 栄

養 塩類

の 分 泌

炭 素

源 として

微 生 物

成 長 す

固定

さ れ

微 生 物 細 胞

の死 亡に よ り

放 出

さ れ る こ と になる

  す

べて の

土 壌 有 機 物

バ イ オマ ス とい う わ ずか しかない

成 要 素 を 経 て

化 す る

こ の と き

炭 素

生 物

に よっ てエ ネル

微 生物 体

るた めに

使

わ れ る

利 用 可能

炭 素

り ない 土 壌で は 土 壌に入っ て く る

炭素 量

に よる

有 機 物

を 変 換 す る 駆 動 力であ り

ま た

この よ う な

変 換

わ れ る

に は

元 素 も同 時

に動 くこ と にな る

微 生物

に とっ て

適 な

条 件 下

で は微 生

バ イ オマ ス の大 きさと 活 動 が 有 機 物の回 転 速 度 を 決 め ることにな る

し た がっ て 土

にお け る

養 分

やエ

入 り を

え る

で正

微 生 物

バイ オマ ス量の 推

が必

と な る

 

壌 微

くの土

壌 動 物

の餌となっ ていて

動物

摂食

移 動

な どの

動 は 土 壌 微 生

生 息

に 大 き く影

して い る

 

の皆

や 間

あ るいは

焼 畑

に と も な

う火 入

地 拵

え などは

土 壌 を直 接

るい は

間 接 的

攪 乱

す る。

攪 乱

は土

変 化

有 機 物

の流 入 量の

環 境 条 件の変 化 などをとも ない

壌 中

栄 養塩 類

動 態

変 化

と し て

森林 植

生に

影 響

する。 土

に お け る 有 機 物 の

分 解

に は土

壌微

と 土 壌 動 物 が 関 わっ てお り

主に

栄 養

土 壌微 生 物

代 謝

によ り

分 解

進 行

土 壌

i

壌 微 生物

活 動

影 響

す る こ と によ り

有 機

物の

分 解 速 度

変 化

さ せ てい る。

 

壌 微

森 林

の攪 乱によっ て 影

を 受 け る と す る と

有 機物

の分

解 速 度

変 化

微 生 物 活 動

変 化

として

える必 要がある

こ れ ま で に

水田 や畑 地 土

で は微 生

バ イ オマ ス量の

推 定

く行 わ れて きて い るが‘}

森 林

での

バ イ オマ ス

推 定 例

に目

で は 少 ない 

  本 研 究

で は

皆 伐

入れが 土

壌 微

バ イ オマ ス量に

える

影 響

に つ い て

皆 伐

入 れ

地 拵

え が

わ れ た ア カマ ツ

で調

し た

II

  調 査

地 と

 

調 査 地 は

島 根

南 東 部

仁 多 郡 仁 多 町

標 高

350m

の アカマ ツ

を主

る 二

次 林

で ある

調

査 地の

1994

3

皆 伐

さ れ

そ の う ちの約 半 分が火 入 れ 造

1Effects  of siTVicultural practices and  slope  position on soil mTcrobial  biomass ill a  secondary  f〔コrest  of  

Japanese

 Rcd Pine

 

Nobuhiro Kaneko

,’

s  Masami  Doi

,桐

 

Su

 

Jutian

(Fac

 of  Agric

 Shimane Univ

 Mutsue 690島 根 大 農 )

41

(2)

The Society of Applied Forest Science

NII-Electronic Library Service

The  Sooiety  of ApPlied  Forest  Soienoe

と さ れ

残 りはヒノ キ が

造 林

さ れ た

入 れ は

1994

8

4

日に行 わ れ た

火 入 れ 前に無 降 雨 が 長 く続い た た め

林 床

有 機 物

が ほ と ん ど

くな る ほ ど よ く

えた 2, 。

入 れ

造 林 地

に は

火 入

直 後

に カブの

子が

散 布

さ れ

3

月 まで

林 地

長 し たカ

が 収 穫さ れた

さらに

1995

4

には クヌ

植 栽

さ れ た

 

火 入

造 林 地

,一

般 造 林 地

伐 採

さ れ な かっ た二次

のそ れ ぞ れ

尾 根 部

谷 部 (

標 高 差 約

20m

20mX20

m の調

区 を 設 け

壌 試 料

採 取

し た。

 

壌 試 料

調

地 内の

3

ケ所で

25

  ×

25cm

方 形

区内

の土

5

  ま で

採 取

し た

その

,一

般 造 林

と二次

で は 土

壌 表 層

有 機 物 層

るた め

有 機 物

層と鉱 質 土 壌 を 別々 に採 取 し た

土 壌 試

採 取

1995

4

12

2

 日と

同 年

7

20

日に

っ た

 

これ まで に

微 生 物

マ ス の

測 定

に は

くの

測 定 法

さ れて きてい る11が

それぞれ に

長 所

短 所

っ て お り

本 研 究で は 森 林 土 壌の よ うに酸

多 く

有 機 物

むことが

い土 壌に

し た 方

と して

クロ ロ ホルム

燻 蒸 抽 出

za

‘)

 

研 究 室

っ た

有 機 物

層 と土

壌 試 料

冷 蔵 庫

5

℃ で

保 管 後

有 機 物 層

か ら は

落 枝

を 除いた もの を

そ して

鉱 質

2

 

の ふ るい

を通

っ た

を試 料

と し て 用い

を 求 め た。 ど ち らの

試 料

重で

1

g

になる量 を 生 試 料のま ま秤 量 し た

。Vance

ら4}の ク ロ ホ ル ム

燻蒸 抽 出 法

はその ま ま で

有機 炭

量 を 測

りは ク v ロ ホ ル ム で

24

時 間 燻 蒸

し た

G.

5MK

SO4

抽 出

し た

素 量 を

測 定

し た

有 機

炭 素量

改 良

チュ

リン法 で 測 定 し た

 

壌 中

総 炭 素 量

NC

ア ナライ

Sumigraph

NC

geA

) を 用いて測

し た

Ill

果 と考

 

1

有 機 物 層

に おける

有 機 物

1g

あた

P

の微 生 物 バ イ オマ ス

C

量 を 示 す

入れ

で は

林 床

有 機物

が ほ と ん ど

え て な く なっ たの で

壌 層

測 定

の みと なっ た

。一

般 造 林 地

と二

次 林

でい

れ も 尾

で のバイ オマ ス

C

量が

くなっ た

ま た

,一

般 造 林 地に比べ て二 次 林の

値 を示

し た。 い

ず れ も尾 根

で のバ イ オマ ス

C

が 谷 での測

定 値

に比べ て

を 示 し た が

と くに二

で その

き かっ た

 

2

鉱 質

に おける

1g

あた りの

微 生

バ イ オマ ス

C

量 を 示

。 土

壌 中

のバ イオ マ ス

C

は二

次 林

般 造

火 入 れ 造

地の

低 下

し た

尾 根

の 比

で は

4

月の

般 造 林 地

,7

月の二 次

で谷のほ う が 量が

火 入れ造

地で は尾 根の方が量が

かっ た。

  有 機 物 層

鉱 質

に お ける

微 生 物

イ オマス

C

量 を 比 較 する と

機 物 層

で は

6

倍 程 度 高

を 示 し てい た

こ れ は

有 機 物

層で は そ の ほ と ん ど が潜 在 的には 微 生

に とっ て

利 用 可 能 な 有 機 物

る のに

鉱 質

で は

有機物

割合

ない た めで

る と

え ら れる。

 

そ こ で

有 機物 層

にお け る

素 濃 度 を 測 定 してい ない の で

有機 物 層

で は

乾 重

5

 

素 で あ る と

仮 定

して

め た

鉱質 土 壌

火 入

造林 地

造 林 地で測 定 し た 表

±の

炭素 濃 度

い て

全 炭 素

量 あた りの微 生 物バ イ オマ ス量 を 求 め た

3

有 機

  12 ギ

10

896

p

m

般造 林地 二 次 林 20

般 造林 地 二 次 # 図

一1

  有 機 物 層

に お ける

オマ ス

C

量 % 0

 

  5

 

  0  

 

5  

 

0 2     t     l     O     O

3HO

O

O 而 』 O

阻 Σ

p

m

       2

52

o1

51

O  5       o

o      

般 造 林 池         二次 林            

般造 林地         二次林

3

  有 機 物 層

に おける

炭 素

た りの微 生 物バ イ オ

       

マ ス

C

o

8

。6

δ゜4

902

  o

o

p

m

        oδ 0

60402       o

o 火 入れ 造林 地

般造 林地   二次林       火 入れ 造林地

般造 #地    二次株

2 

鉱 質

に おける

微 生

イ オマ ス量 笳   0

 

    5

 

 

 

0      5    

 

0   2       1     1    

 

0     0

雰 HO 罵

O

 

O 而 石 O

O

p

m

      2

5 火 入れ 造林 地     

般造 林地 2

0151

o05oo 火入 れ造 林地      

般 造林 地 図

一4

  鉱 質

に お け る

炭 素

微 生 物

       

C

42

N工 工

Eleotronio  Library  

(3)

The Society of Applied Forest Science

NII-Electronic Library Service

The  Sooiety  of ApPlied  Forest  Soienoe

物 層

4

鉱 質 土 壌

全 炭 素 あ

D

微 生 物

オマ ス

C

割 合

を 示す

。.

般 造 林

地の

有 機 物 層

で は全

炭 素

そ して二

次 林

で は

1

3〜2.

3

% 程 度

バイ オマ ス と なっ て お り

鉱 質 土 壌 で は 火 入 れ 造

地で

0

8

1

8

般 造 林 地で

1

6

2

5

%で あ

D ,

有 機

層と鉱 質 土

で の

全 炭 素

あた りの

バ イ オマ ス は き わめ て

値 を示

して いた。 さ らに

4

般 造 林

地の

鉱 質

土 壌に お ける場 合 を 除いて

すべて の場

に つ いて尾 根で の値 が 谷 での値 を 上 回っ てい た

  季 節 変 化

え る と二

次 林

有 機 物 層

で は

4

7

に は

密 度

増 加

し た が

般 造

地で は 変 化 が 少 な か っ た

ま た

鉱 質 土

で は 火 入 れ

造林 地

般 造 林 地

と も

増 加

し てい たe 二

で の

細 土

あた りの

微 生 物

バイ オ マ ス

C

量 は や は り

増加

して お り

土 壌 中

全 炭 素 量

ま り

変化

し ない と

えると

次林

で も

バ イ オマ ス量の

増 加

が 生 じてい た と

え ら れる。

  季 節変 化

え る上で

資 源

の量 や

環 境 条件

の違い を 考 え る 必 要 が あ る

有機 物 層

量 は 火 入 れ

造 林 地

場 合

種 さ れ たカブと

植 栽

さ れ た クヌ

植 生

の回

は ほ と ん ど み られ

有機 物 層

形 成

さ れ なかっ た。

般 造

林 地

では

尾根

に おけ る

有機 物 層

量 は

化 し な かっ た が

谷では

4

月に

7

に は

半分 近 く

減 少

し てい た

5

ま た 二

次 林

で も尾

で は

変 化

が な か っ たが

で は

2

増 加

していた。 これ は サンプ リン グの

誤 差

二次

にお け る

面 上

か ら 下

へ の リ タ

動 が 原 因の ひ とつ と

え ら れ る

微 生物

イ オマ ス

と の

関係

は明

で は な かっ た

  水 分条 件

は土

壌 表 層

で は

気 象

の影

を う けて

化 し や すい が

取 時

のサンプル

湿 の

程 度

相 対 的

な 水 分 環 境 を表 すと考 えら れ る

有機 物 層

(図

6

鉱 質

壌 (

7

採 取 時含

バ イオマ ス

との

関係

を示

4

鉱 質

採 取

時含

調 査 区で の代

値 しか

ら れていない の で

傾 向

み と れ ない が

の 測

定 値

で は

有 機 物 層

鉱 質

のい

も採 取 時

含 水 率

微 生物

オマ ス

に は 正の

相 関

め ら れ た

 

これ まで に

で の

森 林 土 壌

に お け る

土 壌 微 生物

オ マ ス 量 の

測 定 例

ない が

Tateishi

Horikeshi3

広 島 県に お る ア カ 林 土 壌 と 山 火 事

の土

に お け る

イ オマ ス

C

量 を

蒸培養

で 測 定 し ている

そ の

結 果

アカマツ ニ

次 林

6

測 定

FH

13

38mgCg

1

鉱 質

0

5cm

O

408mgCg

1 あ り

山 火 事 後

54

っ た 土

の /

1

測 定

O .

307mgCg −

1

,72〜73

ケ 月 たっ た 土

4

〜 5

月に か けて の

測 定

O.

789mg

 

Cg

1とい

う値

られてい る

こ れ ら の

ら れ た

測 定 値

と き わ め て

っ た。

ら は

山火 事

に よ る

鉱 質

生 物バ イ オマ ス

C

量の

減 少

ない こと

そ してバ イ オマ 14 120        

 

8        

 

6        

 

4  

ε

9

§

2 ■ o

47

● o       ♂ ●

       

●● ’

 

3

。 。 ・ °

 

      

Oo

   

o

 

OOoo ● 剛

 

細   脚

 

守 ∈ 9 い 総 E む o

p

m

  襯

 

禰 …   瓢 00

0  0

t  O

2  0

3  0

4  0

5  0

S  O

7  0

e  O

9  1

D        

Moisture

 

Contents

一6

  有 機 物 層

に お け る

採 取 時 含 水 率

微 生 物

       

マ ス

C

量の

係 1

o0

9   o

e ζ

o

9

 

9

5

。 、

PL

 

・ Σ 02 ● o

47

O   oo     O   ● ■ ●    

8

●   ■ ■ ●   ●   O o

1     00

O   oo Oo ●   ・    o   ●                   o       o ●

o 。 oo o 0 図

一7

0

1   02   03  0

4   0

5  0

6    07     0

3     09     1

O        

Meisture

 

Contents

質 土 壌に お ける採 取

時 含 水 率

バ イ オ マ ス

C

量の関 係

1

  含 水 率

土 壌 微 生 物

オマ ス

C

相 関 係 数

  有 機 物 層

4

月     

7

鉱 質

’1

 

7

相 関 係 数 (

r

   

0

7310

   

0

7548

有 意 水 準 (

P

 

{〕

 

069

 

0

ρ 

46

0

6051

 

0078

 

般適 林地         二次林      

般造 林 地       二 次 林

5

 

般 造 林 地

と二

次 林

にお け る

有 機 物 層

量 *

1 

鉱 質 土 壌

4

の ミス に よ り

計 算

     ず

43

N工 工

Eleotronio  Library  

(4)

The Society of Applied Forest Science

NII-Electronic Library Service

The  Sooiety  of ApPlied  Forest  Soienoe

ス量 が 土

壌 中

総 炭 素

景や

総 窒 素

さ らに

採 取 時

水 率

相 関 関係

を示

こと を

めてい る。

 

本 調 査 地では 火 入 れ 地 拵 えに よ り 土 壌 表 層の温 度 が

2

5cm

236

7

5cm

78

℃に

し たこ とが

さ れ てい る2 )

こ れ は

1994

年 夏 季

少 雨

に よ る

有機 物

燥 と

コ ン トロ

ル さ れ た 地

えのた めに

機 物 層

燃 焼

徹 底

し て

わ れ た た め と

え ら れ る

し た がっ て

壌 表 層

の温

し く

入れ に よっ て

物 相

影 響

けたこ とを 示

してい る

ま た

隣 接

す る二

次 林

との比

によ り

皆伐

だ けで も

イ オ

下 が

じ ると が 示 さ れ た

森林

は 土

壞 微

オマ ス の

減 少

を も た ら し

火 入れ は

造 林 方 法

べ て

り微 生物

イ オマ ス

を減

さ せ てい て

その

影響

入 れ

1

年後

で も

ら れ た。

 

を す す める にあ たっ て

文 部

省 科

学 研

究 費

e6806020

援 助

を 受 けた

    引 用 文 献

1

Martens,

 

R .

Current

 methods  

fro

 rneasurmg

  microbial  

biomass

 

C

 

in

 sGil;

Potential

 and  

limita

 tions

 

Biology

 and  

Fert

lity

 of 

Soi

s

19

87

−99,

1995

2

  宿  

聚 田

桐 成 夫

金 子 信

長 山泰 秀

焼 畑 造

  林

のため の

火 入 れ

に と

もな う

壌 温 度

変 化 及

有機

  物

灰 化

につ い て

林 関

西 支 論

4

53

54

1995

3

Tateishi

 

T .

  and

 

Horikoshi

 

T .

Microbila

 

biornass

 

in

 

the

 soils

 

of 

burned

 and  unburned  

Jap

 anese  

Red

 

Pine

 

forests

 

in

 the 

Setouchj

 

District

 

W

estern

 

Japan.

 

Bulletin

 

of 

Japanese

 

Soceity

 of

 

Microbial

 

Ecology,10

1

9−20,1995

4

 

Vance,

 

E .

D .

 

Brookes,

 

P.

C .

 and 

Jenkjnson

 

D ,

S,

 

An

 

extraction  method  

for

 measuring  soil mic

 robial  

biomass

 

C.

 

Soil

 

Biol

 

Biochem

19

703

707

 

19875

 

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biomass

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Reviews

 

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参照

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