岡山理科大学紀要第37号App49-58(2001)
鯉が窪湿原(岡山県)堆積物の花粉分析学的研究
片岡裕子
岡山理科大学大学院理学研究科博士課程材質理学専攻
(2001年11月1日受理)
はじめに
これまで中国地方における花粉分析学的研究は、多く の地点(1)で行われ、最終氷期以降の植生変遷がかなり解 明されてきたが、まだ未解決の問題が多く残っている。
たとえば、大平洋側における照葉樹林の変遷は、後氷期 における温暖化と植生の移動を解明する上で重要である。
しかし、中国地方における瀬戸内側での研究報告は、三 好.臼井(1977)による上東遺跡、安田(1982)による尾道市、
三好(199ピOによる玉野市八浜、FujikiemJ(1998)による頭島 などがある程度で、まだ研究地点が少なく、特に中国地 方中部の研究報告はまだなされていない②GMC⑤。そこ で今回、中国地方中部の標高500m前後に位置し、植生区 分では暖温帯に位置する地域でありながら、ほとんど照 葉樹林の発達がみられない鯉が窪湿原で試料を採取し、
分析を行った。本研究では、同湿原周辺の植生史を解明 すること、この地域の照葉樹林がどのような植生変遷を たどってきたかを解明することを目的としている。
ノキの植林がある。湿原内はヒツジグサ群落、カサスゲ 群落、コイヌノハナヒゲーモウセンゴケ群落、ヨシーコ イヌノハナヒゲ群落、コイヌノハナヒゲーヤマラッキョ ウ群落、ビッチュウフウローオグラセンノウ群落、ケハ ンノキーリョウセンカ群落が認められる。
方法
花粉分析用試料は、ヒラー型ハンドボーラーを用い、
深度10cm~120cmまでの試料を採取した。表層から10cm は水分を含み、同採泥器では採取できなかったので、採 取地周辺の表層をスコップにより採取した。その堆積物 の肉眼による観察によれば、no~50cmが泥炭、50~40cm が泥炭質粘土、40~33cmが泥炭、33~18cmが粘土、18
~OcInが泥炭であった。
花粉分析は、表層から5cm毎に行い、化石花粉・胞子 の分離・抽出にはKOH法・ZnC12比重分離法・アセトリ シス法を用いた。これらの処理により分離された化石花 粉・胞子はグリセリンゼリーで包理してプレパラートを 作成した。化石花粉の同定は、光学顕微鏡を用いて、400 倍の倍率で行ったが、必要に応じて600~1000倍の倍率 も用いた。また化石花粉の計測は、各試料毎に木本花粉 を200個以上数え、しかも低木・草本花粉を含めて500 個以上になるまで行った。産出頻度は、高木花粉の総数 を基本数として百分率で示した。
また、深度120cmの試料について、走査型電子顕微鏡
(SEM)によって、。ナラ属花粉の表面微細構造の観察 を行った。SEM用の試料は、上記の処理法の後,さらに 四酸化オスミウムで固定および導電染色した後,エタノー ルで脱水し,キシレンに置換した.これを試料台で自然乾 燥させ,イオンスパッタリングにより金パラジウム合金を 6分程度蒸着した.観察には,日本電子㈱JSM-890型を 試料採取地の概要
鯉が窪湿原は、広島県との県境に近い岡山県北西部の 哲西郡哲西町矢田谷に位置する(Figl)。このあたりは、
北部の脊陵山脈と南部の沖積平野を結ぶ丘陵地帯の開析 谷の源頭部に発達している湿原である。湿原の標高は460
~500m、面積は3.6haである。この湿原は流紋岩上に発 達しており、北東には玄武岩からなる荒戸山(標高762m)
がそびえている。
付近の気象状況は、年間降水量1300~1800mm、年平 均温度10~13℃、暖かさの指数80~100℃・月であり、
暖温帯に属する地帯である⑤。
岡山県環境保健部が昭和60年に行った湿原周辺の植 生調査⑤によると、周辺は人手がよく加えられ、二次的 なアカマツ林とコナラ林で占められ、局部的にスギ・上
片岡裕子
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以深でわずかに増加する。助pj“は全層で認められ、
深度調~40cmで増加する。QzにrmFsubgLzpidob[JjCml4Fは 深度60cm以深で5096前後産出するが、そこより上部で減 少する。CbFy如は全層で認められ、とくに深度60cm以 浅で増加する。M1u4sも全層で産出し、とくに深度60cm 以深で高い産出率を示す。草本類では、GTamincacが多く 産出し、深度20cmで138%の産出率を示す。CypeIace髭
は、深度60cm以深まで15%前後産出しそこより上部
で増加する。Smgzu'ujLdF?zは深度30cm以浅のみ、肋bmgKS
は深度65cm以浅で認められる。M巳"lLnjZzは全層で産出し、
上部になるにしたがって徐々に増加する。otherCompositae は、全層で産出し、とくに深度閲~15cmで多く産出する。
胞子類では、Osmundaceae胞子が深度60cm以深で産出し、
特に汚~65cmで増加する。
以上のように60cm以深ではAbjgs、QlJCPm4ssubg lgpjziobaHcmu4Mhms力擾勢である。60cm以浅では、CDに7℃u4s subgZgPjZjobuJzu"04FやAJm3が減少し、月“、Cb7y伽が 優勢となり、ルスピ、E、2匹eま、F》、!"噸、ZomC巴、などを伴 っている。これらの優勢な樹木花粉とこれに伴う樹木花 粉の消長に基づき、KOI-IおよびⅡに花粉帯を区分した。
KOI-Ⅱ帯:深度60cm以深では、Q0427℃“snlbg IzpiZjoMcJ"041が41~'71%の産出率を示し、最も優勢であ る。これにAmU41が6~52%の産出率で伴っている。また、
樹木花粉ではAb卿が3~11%、q】clobzukmqPsjsが1~16%、
草本ではGIzmncaeが29~60%,qpcEaceaeが10~35%を、
さらに胞子ではOsmundaceaeが2~29%の産出率を示して いる。
KOI-I帯:深度60cm以浅では、CDに7℃“subg LgplZjobczlmn4S、Ajmlがそれぞれ10~32%、2ヘノ7%に減少
した。一方、Pi“が36~'77%まで増加し、最も優勢であ る。これにcb7y伽が1~29%の産出率で伴っている。ま た、わずかではあるがAcE7JZ2x、Eric2mG出e,IolljCBmを 伴っている。表層の15cmでは、0,plDm2mzが5~13%の 産出率を示す。さらに、草本花粉の産出率が高く、
GTamineaeが8~138%,Cypemceaeが11~82%の産出率を 示し、深度15~30cmではSmgmmjzdmが5~別%の産出 率を示している。
使用し,加速電圧5kVで行った.
分析結果 1年代測定
1℃年代測定用試料は、深度117~119cmで採取した。
試料は59程度であり、さらに水分を多く含んでいたため 有機物は非常に少ないと予想されたことから、放射性炭 素年代測定にて想定を実施した。分析は、㈱パリノサー ベイを通じてアメリカ・ベータ社に依頼し、4420±S0yrBP.
(BetaP1致桝1)の値を得ている。
2.花粉分析
全層を通じて、68種類の化石7巳枌およ〔jV泡子を検出し た。検出された化石花粉およびW包子を木本類(AP:arboHBal poUen)、低7K類・草本類(MP:non-arMBalpollen)、シダ 胞子類(S:spoHc)に大別して示すと、次の通りである。
AP:PbdocaXpace2配,月“,Ab卿。TmgzJ,Q〕IpIm2e7m、
CupIcsszme2塵、〃uU)、ワフハビz,ノDJglcz四BeM(u,Cmpilu04F、
Fn8四Qdビア℃UdSSzdbgU4Mz癖[job[zlmu4S,QSDlbg q】cl0MCmCPliS,CnSUZmezWD7lD4F&Z2IItDWz,α妨一 Aphzmzz'1"ie、MMC“,ACビワ.、
NAP:StzhxMw7czJ,Cbvy伽,A伽3,WsCu4m、Rhl4s,ノUexb ノ)mpzmeγ13,Vins,Cbmu4s,Amliaceae,Ericaceac,
Styl江cae,F》、j"04F,LjgumwmMbo4mUmUolajC巴、,
Wbi8巴kzCmnmneac,CypcTace2胆,Spcz7gnm帆 EIiocam麺62胆,LjUaceae,Bi3UDPm,RUgqnmm,
〃mm7m,CalyophyUaccac,dBcnoYxdaceae‐
Amalanthaccae,mzzliCm"",Dms沼、,CrucifBme,
SmgudmDv力zz,otherRos2mc2庵,Lagumjlmszue,Violac2雁, Hzjomgfs,UmbcMbHY砥,Labi2Ⅱac,Valcnam”c5挺,
PlqUycDdDMd211cPノID、,M伽,mPthcrComPositac,
CiChomidCae
S:l-leMypeFS,3-letetypeFS,Osmmmdaoeae,E9u4MDdm,
SelagineUaoeae、5ヤルizqg7Zudm、
これら68種類の化石7i粉および胞子のうち主要な種 類の消長をFig2およびFig3に示す。これらの花粉分布 図によると、まず、針葉樹では(“が深度60cm以浅で 40~90%と高い産出率を示すが、その他の層では10%前 後となる。Ab卿は、深度50cm以深で連続的に産出する。
その他の木本類では、Tbu4gzJが全層で認められ、深度60cm
3.ナラ属花粉のSEM観察結果
深度120cmの試料において、SEMを用いて@.ビワ℃z4D
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の岡山県における暖温帯上部域および中間温帯の植生構 成種とほぼ一致する⑨。したがって、この時期の鯉が窪 湿原周辺は、ちょうど現在の暖温帯上部から中間温帯の 境界をはさんでおり、現在よりも降水量があったと考え られる。また、Osmund2■cae胞子の産出率力塙いことから、
湿原と森林の境界付近にはヤマドリゼンマイなどのゼン マイ科植物が繁茂していたと思われる。さらにMOU4s花粉 の産出率が高く、地形的にも現在の鯉が窪湿原の南側は 標高差もほとんどないことから、当時の鯉が窪湿原は現 在よりも面積が広く、湿原内にはハンノキ属が優占して いたと考えられる。
本湿原の分析結果は、これまで海抜がほぼ同様な地域 で分析された4地点の分析結果と比べ、いくつか異なっ
た産出傾向を示した(1)(10)(、)G2)03)。特にO〕IpImOe7m花 粉は、蛇ヶ乢湿原・犬狭峠湿原・枕湿原では約10%前後、
招原湿原では約50%前後も産出しているのに対し、本湿 原では表層のみ産出し、その他の層でほとんど産出しな かった。塚田(1980)は中国地方中部地域にスギ林の発 達が認められない理由として、降水量が少なく、スギに とって局地的に不適切であったと指摘している(M)。また 高原emL(1997)によると、中国地方中部地域は内陸的 な乾燥した気候下であり、スギにとって降水量が十分で はなかったか、あるいは最終氷期の逃避地から後氷期に なっても中国地方中部地域の沿岸付近に分布を拡大でき なかったと指摘している(1)。しかし、本湿原の分析結果 から約4000年前の中国地方中部地域の瀬戸内側では、ス ギの生育に必要な降水量は十分あったと考えられ、最終 氷期の逃避地から後氷期になっても分布を拡大できなか った可能性が高いと思われる。またqlclObUUqqPUqpnis花粉 は、犬狭峠湿原・枕湿原・蛇ヶ乢湿原のいずれの地点で も後氷期後期においてLgpi上dobcUltznU4s花粉よりも多く産出 するが、本湿原ではZgl秘obzulbP0uds花粉のほうがかなり多 く産出する。これは、もともと縄文海進期に本湿原周辺 に多く自生していなかった常緑性のアカガシ亜属が寒冷 化に伴って減少し、落葉性のコナラ亜属が増加したのか もしれない。このように中国地方中部地域は、中国山脈 をはさんだ日本海側と瀬戸内側で照葉樹林の構成種がか なり異なり、その植生変遷も地域的要因を大きく反映し ている可能性がある。しかし、まだ中国地方中部地域の 瀬戸内側の分析地点が少なく、年代も新しいので、今後 化石花粉の種レベルの同定(7)⑧を行い、それぞれの種に
ついて産出率を求めた。産出率は100個以上を数え、そ れを基本数とし百分率でを求めた。同定ができたgJE7m4F 花粉をPuに示し、産出比率をTEhlに示すbこの測定で
は、IgpiZj,bcUku"U4sが約釦%と割合力塙く、その内クヌギ
(g“雌伽、)型が31.9%と最も多く認められた。次い でqcl0bCzkmqpsisのツクパネガシ(Qs巳皿#b〃)型が 12.1%、アラカシ(gglJzdczZ)型が103%であった。産出 率は高くはないが、zBpi(jobzzkUm4sのカシワ(gdBmzUm)
型およびアペマキ(GWU'mbjlHs)型が各々86%であった。
TYlblcl・ObservednumbcTs2mdpcmcnUagcsoflbssilpollen
露:;菱i芸1mb鯛……伽
obsewednumberpemenmge(%)
Speciesq/PC 2438,1詞⑩⑩7481
L7 12.1 26 6.9 103 09 31.9 86 86 60 34 6.9
一{》一』》》》』缶》
考察
これまで述べた各花粉帯の花粉組成に基づいて、森林 植生について考察する。
KOI-Ⅱ帯の時代は、約4400年前の後氷期後期に相当 する。鯉が窪湿原周辺では、コナラ亜属を中心とする落 葉広葉樹が形成されていたことが認められる。また、Ab曲 やImgzJ花粉が産出することから、この照葉樹林の上部
には、モミやツガを中心とした中間温帯林が形成されて いたと考えられる。
また、SEMによる観察結果から本湿原周辺の照葉樹林 にはクヌギが最も多く自生していたと考えられる。現在、
本湿原周辺にはクヌギの自生はみられないことから、当 時の気候は現在よりもかなり降水量があったと考えられ る。このml-Ⅱ帯で多く産出した木本花粉の分類群は、
クヌギの産出を除けば、難波・波田(1997)による現在
鯉が窪湿原(岡山県)堆積物の花粉分析学的研究
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における植生変遷を明らかにし、その花粉組成を2つの 花粉帯にわけることができた。
KoI-Ⅱ帯の時代の鯉が窪湿原周辺は、現庄よりも降水 量があり、コナラ亜属を中心とする落葉広葉樹林を形成 し、その上部にはモミやツガを中心とする中間温帯林が 形成されていたと考えられる。また本湿原は現在よりも 面積が広く、湿原内にはハンノキ属が優占していたと考 えられる。
HoI-I帯の時代は、人為的影響による森林の撹乱が始 まり、二次林要素であるアカマツが急激に増加し、さら に亜高木、低木層にはカエデ属、ツツジ科、ハシバミ属 などが発達したと考えられる。また湿原周辺には草原が 形成されており、湿原内は水の流れが緩やかで日当たり が良かったと思われる。
分析地点を増やし検討していく必要がある。
KoI-I帯の時代は、堆積速度が一定であったと仮定す るならば、約2000年前に相当する。恐らく、この時代か ら人為的影響による森林の撹乱が始まり、これまで落葉 樹林や中間温帯林を構成していたクヌギ・ツクパネガシ・
アラカシ・モミ・ツガなどが減少し、伐採後には二次林 要素であるアカマツが急激に増加し、さらに亜高木、低 木層にはカエデ属、ツツジ科、ハシバミ属などが発達し たと考えられる。KOI-I帯下部では、LgpjZoM(zluu4s花粉 が急激に減少し始め、肋噛花粉も減少している。したが って、この時期からの鯉が窪湿原周辺森林では人の手が よく入ることで、アカマツやコナラなどの二次林が発達 し始め、またGmmine2塵、Hnlom8Zs、航乙mjsm、othCT Compositac花粉が増加することから、湿原周辺には草原 が形成されていたことを示している。KOI-I帯上部では、
堆積土壊が変化し、一時的にGTanmn-花粉とCypeHaceま 花粉が増加する。さらにこれまで産出が認められなかっ た5mg[mjmm花粉が産出し、急激に増加する。これは、
現在湿原内にヒメミクリの生育がみられることからヒメ ミクリであると考えられる。当時、湿原上流域に繁茂し ていたヒメミクリが、下流域にも繁茂した可能性が高く、
この時期の湿原内は水の流れが緩やかで日当たりが良か ったと思われる。また、湿原周辺に生育していたコナラ やハシバミなどの二次林の伐採がさらに進み、イネ科や カヤツリグサ科などの草本が生育し、その後低木層には スイカズラ属、ツツジ科、イヌツゲ属などが優勢になっ たため、森林が発達しなかった可能性が高い。このよう な植生の変化は、江戸時代に人為的に湿原面積を減少さ せた記録が残っていることから、その時期に相当するか もしれない⑤。表層ではdanmneae、CypeIace2K3、S#mPgzzmm?z 花粉が極端に減少しているが、これは月“花粉の産出が 非常に多く、相対的に減少したようにみえるだけである。
また、Q〕pIml2ncz花粉が多く産出したのは、この表層試 料を梅雨前に採取したために近年植林され、飛散したス ギを多く含んでしまったことが考えられる。
謝辞
本研究を進めるに当たり、終始ご指導頂いた本大学総 合情報学部三好教夫教授に厚くお礼申し上げる。また、
鯉が窪湿原の調査、試料採取に多大の情報と便宜を頂い た本大学総合情報学部波田善夫教授、有益なご意見を多々 頂いた本大学自然科学研究所守田益宗助教授、ならびに 試料採取に協力頂いた本学大学院生隠明寺智成氏(現・
山田養蜂場)、中村康則氏(現・㈱緑化技研)に深く感謝 致する。
文献
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④三好教夫:瀬戸内海沿岸低地における植生の変遷と気候の 変動に関する花粉分析学的研究.生物学に関する試験研究 論業,(平成4年度両備園記念財団研究助成金による研 摘要
岡山県北西部、標高460~500mに位置する鯉が窪湿原
(哲西郡哲西町矢田谷)から得られた堆積物の花粉分析 の結果、後氷期後期の約4400年前以降の鯉が窪湿原周辺
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鯉が窪湿原(岡山県)堆積物の花粉分析学的研究
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片岡裕子Plate、1.ScanningelectronmicrographsoffOssilpollengminsbelongingtothegenus
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全体像の倍率は1a,2aが1500倍,3~6aが1000倍,拡大像の倍率(b)
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4a,b:gvarmM応type Sa,b:Q・cZmZzzZuztypc 6a,b:Q、S〃mratype la,b:QzJe7czJss川j肱Jmtype
Za,b:Q、g〃zJcatypc Sa,b:gac川畑j川type