冬季水田雑草群落の植生解析 1. 類似度百分率による群落の座標づけと区分-香川大学学術情報リポジトリ

冬季水田雑草群落の植生解析

1一．額似度百分率に．よる群落の座標づけと区分

末 広 喜代−

〒760 高松市幸町1−1 香川大学教育学部生物学教室

VegetationAnalysis ofWinter WeedComunitiesin PaddyField

lOrdination andClassification ofComunities withPercentage Similarity

Kiyokazu StJEHIRO，βわ極わαg エαわorα己Orツ，ダαC碕γq／点血cαわ0几， 助gαぴαU花わer叫γ，乃ゐαmαと8昆760，Jqpα几 ベて合計してまとめた結果を利用した。その際 に＋の階級についてほ，それぞれの種について 5ケ所のうちのいずれかに1以上の階級がある ときほ＋・を無視して合計し，十の階級しかない ときは合計値を＋としている。 調査資料の解析ほ，まず，次の式であらわさ れる調査地間の類似度百分率（PS）を80ケ所 の調査地について計算した。 は じ め に 以前に香川生物学会の捻会（第37回総会，1985） で，和気（1975）によって調査された水田跡の 冬季植生の植生調査資料を解析してその結果を 口頭発表したことがある。そのときは，和気の 区分による（乾）地区の資料と（湿）地区の資 料しか解析に用いなかった。今回，これまでに 行われた香川県下の植生調査結果を解析するた めに作成したパソコン用プログラムの動作チェ ックもかねて，和気の上記資料をもう一度解析 しなおした。その際に，（乾）（湿）地区だけ でなく，和気（1975）によるすべての調査資料 を解析対象にした。作成したパソコンプログラ ムそのものに．ついてほ別の梯会に．詳しく紹介す るつもりだが，今回ほ，ほぼ第37回の総会で発 表したのと同じ解析方法によって解析したかぎ りの結果について報告する。 調査資料と解析方法 解析対象とした植生調査資料ほ和気（1975） が1975年1月25日から1月31日までの間に，丸 亀市，善通寺市，満渡町，琴平町の2市2町の 80ケ所の水田でえたものである。それぞれの水 田で1m2のコドラ・−トを5ケ所とり，被度調査 を行っている。被度は5，4，3，2，1およ び＋の6階級の区分をしている。同じ水田でも コドラ1一トをとった場所によって違いがあるも のと考えられるが，解析にほ5ケ所の被度をす 2∑min（扇，γi） P S ＝ ∑（ズi＋γi） ここで，ズiおよびγiほそれぞれ2つの調査 地，ⅩおよびYにおけるi種の畳をあらわし， min（ズi，γi）は2つの調査地のi種の畳のう ち小さい値をとることをあらわす。2つの調査 地の畳のうち小さいはうの値をすべての種につ いて積算した値を両調査他の量をあわせた値を すべての種について積算した値で割ることによ つて2つの調査地間のPS傾がえられる。PS の値ほ2つの調査地のすべての種の畳が完全に 一・致すれば1となり，全く一・致しないときは0 となる。通常ほ上式によってえられるPSの備 に100をかけた値が類似度百分率として用いら れるが，ここでほ上式でえられる値をそのまま もちいた。調査値の畳として，それぞれの水田 の5ケ所の被度の合計値をもちいた。そのとき， ＋ほ01として計算した。 え．られたPS値をもとにして，Bray＆Curtis （1957）の方法で調査地の座標づけを行った。

区分によると乾地区に属し，142ほ湿地区に属 する。この2つの調査地をⅩ軸の両端にとると， Ⅹ軸の中心付近に座標づけられるが最もPS値 の小さい組合せとして，調査地番号110と151 の調査地がえらはれた。110ほ乾地区に属し， 151は普通地区に属する。同じく，この2つの 調査地をY軸の両端にとり，すべての調査地を 座標づけると図1のようになった。また，えら れたデンドログラムほ図2にしめした◇ デソド ログラムによれば80ケ所の調査地ほ大きく4つ のブル・−プに分けることができる。調査地番号 103から136までの16ケ所をふくむグル・−プを Aグル、−プ，104から120までの51ケ所をふく むグル・−プをBグル1−プ，115から177までの 9ケ所をふくむグル・−プをCグル・−・プ，112か ら179までの4ケ所をふくむグル、−プをDグル −・プとすることにする。グル・−プを連結すると 座標づけのⅩ軸の両端にはお互いの間の額似度 百分率の最も小さい2つの調査地をとった。Ⅹ 軸の中心から最も近い調査地を5つ選び出し， それらの5種間でお互いの類似度百分率が最も 小さい2つの調査地の組合せを選び，Y軸の両 端とした。 さらに，Mountford（1962）の平均連結法 よって類似度百分率をもちいて調査地間のデン ドログラムを作成し，それをもとに調査地のグ ル・−・プわけを行った。これらの詳しい解析方法 ほ，書良（1959），伊藤（1977），木元（1976） などを参照されたい。 結果と考察 PS値を計算すると調査地番号168と142の 間の値が最も小さく，PS−1ほ0．9916となっ た。168の調査地は和気（1975）の土壌乾湿度 ●

。 旬

0142 C ￠ ￠

0．6

0．8

1．0

Ⅹ 軸 O

G2

図1．調査群落の座標づけ結果．囲中の記号の違いはデンドログラムによって分けた グル・−プの遣いをしめす．黒丸はAグループ，白丸はBグル1−プ，中黒丸はCグ ル・−プ，半黒丸はDグ′レープに所属する調査地をしめす．左肩に数字があるのは Ⅹ軸およびY軸の両端にとった調査地の番号をしめす． −28−

Bケル、一・プ

Aグループ

Dグル、−プ

112 119 160 179 0．く

0.2

1．0

0．8 0．6

グループ間の関係

享≒司

0．6

0．4 0．2

1．0

0．8 0．6

0．4

図2 調査群落間の関係をしめすデンドログラムの結果．A∼Dは4つにグループ分けし たときのグループ名を，デソドログラムの下のスケールほ類似度百分率の値をしめす．

きの類似度百分率の最小値は112をふくむ2ケ 所と160をふくむ2ケ所を連結したときの02839 であり，かなり類似度は低い。図1には4つの グル、・・・・・プにふくまれる調査地をそれぞれ異なっ たマ・−クでしめしている。図1をみるとAグル ・−・プの調査地は座標の左上に位†匿づけられ，B グル・−プの調査地は座標の右下に位置づけられ， CグループおよびDグループの調査地ほ両グル ープの中間に位置づけられることがわかる。 図1のように座標づけされ，図2のようにデ ンドログラムが作成されても，これだけでほ座 標づけやグループ分けの結果が満足の行くもの であるかどうかを判断することほできない。そ のため，4つのグル・−・プごとにそれぞれの出現 種の被度の平均を計算した。その結果は表1に しめした。表1に．は全調査地を基準とした出現 頻度が20％以上をしめる17種についてしめした。 被度の平均値が他のグループより大きい種とし て，Aグル1−プでほスズメノカタビラ，ナズナ， ホウキギクの3種が，Bグル・−ブではスズメノ チッポウ， ハハコグサ，ハタケゴケ，レソゲ， ヤハズノェソドゥ，タガラシの6種が，Cグル ・−ブではクネッケバナ，オ■オアレチノギク，ト キワハゼ，ノミノフスマ，ツメクサ，オランダ ミ ミナグサ，ヒメムカシ′ヨ∴モギの7種が，Dグ ル・−プでほセリの1種のみがあげられる。これ らの種の中で最も被度の高い種，すなわち，A グル・−プのスズメノカタビラ，Bグ′レー・プのス ズメノテッポウ，Cグ′レープのクネッケバナ， Dグル・−プのセリほそれぞれのグループの群落 を代表する優占種ということができる。ただし， Dグル・−プではセリよりもむしろスズメノチッ ポウのほうが平均被度ほ高い。蹄似度百分率の 計算はすべての出現種を対象にしているが，こ 表1デンドログラムをもとに群落を4つのグル・一プに分けたときのグル−・プ 構成種の被度の平均値．全体の出現頻度が20％以上のものについてしめす、 グ ル、− プ 名 A B C D 捻出現 ふくまれるワク数 16 51 9 4 ワク数 スズメノカタビラ 16い75 2．13 193 003 66 ナ ズ ナ 2．76 066 2．11 000 29 ホ ウ キ ギ ク 029 012 018 0 03 42 スズメノチッポウ 8．83 17．28 ハ ハ コ グ サ 0…09 O 20 ハ タ ケ ゴ ケ 2，76 3．．03 レ ン ゲ 045 0．98 ヤハズノエンドウ 0．28 O 38 1 3 3 8 6 0 0 1 6 1 7 0 ■1 0 0 4 ︵U l⊥ ∩ひ ︵U α 5 0 5 5 0 0 0 3 5 0 3 3 8 3 7 2 3 1 0 7 2 6 7 6 007 0．27 022 タ ガ ラ シ′ ク ネ ッ ケ バ ナ オオ・アレチノギク ト キ ワ ハ ゼ ノ ミ ノ フ ス、マ ツ メ ク サ オ・ランダミ ミナグサ ヒメムカショモギ 371 1．27 1089 3．71 3“42 5 22 0 01 0 01 0．71 1．08 0．66 2。13 0。02 022 0．36 026 027 2．01 005 015 019 5 3 5 7 0 0 1 0 0 7 6 1 6 3 2 3 5 8 6 5 3 7 9 0．13 024 057

それ以外の白丸は普通地区である。図3をみる とかなりのはらつきほあるが，図の左のはうに 乾地区およびやや乾地区の調査地が座標づけら れ，右のはうに湿地区およびやや湿地区が座腰 づけられる傾向にあることがわかる。 Aグ′レープの調査地16ケ所のうち688％が乾 およびやや乾地区で，12ノノ5％が湿およびやや湿 地区であった。またBグループの調査地のうち 19．69乙が乾およびやや乾地区で，451％が湿お よびやや湿地区であった。このことより，スズ メノカタビラで代表されるAグループの調査地 ほどちらかといえば乾燥した水田で，スズメノ テッポウで代表されるBグループの調査地ほど ちらかといえば湿った水田であることになる。 Cグル−ブでは9ケ所のうち22．2％がやや乾地 区で，556％が湿およびやや湿地区であり，A， B両グル・−プより湿った水田に多く見られる。 だが，表1よりCグル1−プを代表するクネッケ れらの平均被度の高い種の被度の大きさによっ て各調査地がどのグル・−プに．所属するかが決っ てくるものと考えられる。 和気（1975）は今回の解析の対象とした原資 料をとる前に，湿っているほどスズメノチッポ ウが多く，乾燥するにしたがってスズメノカタ ビラが多くなると予想していた。グル・−・プ分け の結果はその予想が正しかったことを一面では 裏付けることになっている。和気（1975）は調 査地を土襲水分条件によって，乾，やや乾，普 通，やや湿，湿の5つの地区に分けている。こ れらの区分ほ特に土壌の含水量を調べたもので ほなく主観的なものであるとことわっているが， 調査地の環境条件の大ざっばな指標にはなるも のと考えられる。図1でしめした座標づけされ た調査地に，この区分を記入したのが図3であ る。図3では乾地区とやや乾地区∵をまとめて黒 丸で，湿地区とやや湿地区を中黒丸でしめした。 0

● ● 0◎

●● ヽ

●

◎

◎ 旬

◎

◎● 0 ◎ lU ● ● ● ○ ♂ ●○ ●一 ● ●

0．6

0．8

1．0

Ⅹ 軸 O

G2

0．．4

図3 調査地の土壌乾湿度条件，黒丸は乾およびやや乾地区，中黒丸は湿およびやや 湿地区に属する調査地をしめす．

バナがBグル・−プよりAグル・一プに多いことか ら座標づけの結果どおりA，Bの中間のグルー プと考えられる。Dグル・−プに属する4つの調 査地のうち3つが湿地区の，残りの1つがやや 湿地区の水田であり，Bグル−・プよりさらに湿 った水田の群落であるといえるが，Cグル、−プ と同じようにA，B両グル−プの中間に座標づ けられている。Dグル・−・プに属する調査地はわ ずか4地点と少ないためにこのような結果がえ られたものと考えられる。また，Dグル・−プが まとめられたときの類似度百分率ほ0．284と他 のグル−−プがまとめられたときにくらぺて小さ く，グル・−プ内の類似性ほあまり高くない。こ のようなセリで代表されるDグループに属する ような群落の調査資料をもっと多く集めてより 詳しく解析する必要がある。各グ′レープの平均 出現種数はAグル・−・プが1019種，Bグ′レⅧ−プ が10．69種，Cグル・−プが1556種，Dグル・− プが9日75種であった。Cグループが最も種数が 多く，Dグル・−プが最も種数が少ない。 図1でしめされた各調査地の具体的な座標上 の位置や表1で示された平均被庶の具体的な数 億のような細かい結果の違いはあるものの，以 上の結果の大筋ほ香川生物学会の総会で発表し た乾地区と湿地区の29地点の植生調査結果より 解析した結果とはとんど同じである。したがっ て調査資料の多少に関わらず以上の結果ほかな りの妥当性をもっているものと考えられる。 要 約 和気（1975）によってえられた冬季水田跡雑

草群落の植生調査資料を，群落間の類似度百分

率をもちいて，BI・ay−Curtis（1957）の方法に よる群落の座標づけとMontford（1962）の平 均連結浩によるデンドログラムの作成を行うこ とによって解析した。デンドログラムの結果か ら調査群落ほスズメノカタビラ，スズメノチッ ポウ，クネッケバナ，セリで代表される4つの グル・−プに分けることができた。これらのグル ・−プほほぼ別々の位層に座標づけられ，スズメ ノカタビラで代表されるグル・−プはどちらかと いえは乾燥した，スズメノチッポウで代表され るグループはどちらかといえば湿った水田によ く見られた。クネッケバナ，セリで代表される 群落は両者の中間に位置づけられた。 文 献 Bray，）．R．andJ．T．Curtis．1957”An ordid nation of the upland for・eStCOmmunities Of southern Wisconsin．Ecol．MoTWg．27： 325−349． 伊藤秀三．1977．群落の組成研究．伊藤秀三（編） 「群落の組成と構造」：1−75．朝倉書店， 東京． 木元新作．1976，動物群集研究法l一多様性と 種類組成−．192pp…共立出版，東京． 吉良竜夫．1959い植物共同体の分析と総合．沼 田其（編）「植物生態学〔1〕」：380−429古 今書院，東京． Mountford，M．D．1962Anindex of simi＿ 1arityand￣its applicationto classificatory

problem．In P．W．Murphy（Ed．），jケogress ￡花Soig Zoo∼噌γ：43−・50Butterworths， London．〔木元（1976）より再引用〕 和気俊郎．1975水田あと他の冬季植生．香川 県の植生 2：37−82（謄写印刷） 一32−