火山島における陸上生態系の形成・発達過程

　上條が中心となって行っている研究テーマです。火山噴火は
陸上生態系に最も強いインパクトを与える自然攪乱の一つです。
噴火によって生物圏が完全に破壊された地表面では、生物と無
機的環境との相互作用により新たな生態系が再生することとな
ります。大噴火後の島生態系の回復過程を長期追跡することは、
巨大攪乱に対する陸上生態系の応答を総合的に理解する貴重な
機会を与えてくれます。

　現在、2000年に噴火した三宅島（図1）をフィールドとして、　 　　　　　　　　　　　図１　三宅島２０００年噴火跡地　　　火山における生態系の再生過程に関する研究を、筑波大学生命環境科学研究科の土壌環境科学研究室、陸域生態学研究室を はじめ、東京大学、東邦大学、茨城大学、法政大学、名城大学などと共同で行っています。これら現在の研究活動は、科学研究費ならびに環境研究総合推進費 「三宅島2000年噴火後の生態系回復過程の解明と管理再生に関する研究」の一環として実施しています。研究対象は、微生物から鳥類に至る様々な分類群を対象としていますが 、これらを個別に扱うのではなく、それの相互作用に着目して研究を進めています。

　 三宅島の研究で特に注目しているのは、植物と土壌、植物と動物、動物
と土壌の三つの相互関係です。これらの関係は、生態系を支える基本的な
相互関係であり、身近な自然にも内包されていますが、真に重要な関係は
何であるかを見出すことは困難です。しかしながら、生物圏が破壊された
噴火跡地を舞台とすると、シンプルかつ強い相互関係が見えてきます。植
物と土壌での強い関係を繋ぐ例として挙げられるのは、窒素固定植物で
あるオオバヤシャブシ（図2）です。火山灰や溶岩のもととなるマグマに
は、鉄、リンなどは含まれているのですが、窒素はほとんど含まれていま
せん。窒素固定植物の侵入は土壌に窒素を付加し、その結果、他の植物の
侵入を促します。この窒素、特に落葉中の窒素は、土壌動物にとっても
必要な栄養素となります。オオバヤシャブシの侵入は、ミミズなどの中大
型土壌動物の個体数にも影響を及ぼしている可能性があります。さらにミ
ミズは火山灰と落ち葉を食べるので、土壌の団粒構造を発達させる可能性
があります。残念ながら研究中なので、可能性という表現を使用しなくて
はなりせんが、現地調査と実験により、一つ一つ検証を進めています。

　現在のプロジェクトは基礎研究に重きを置いていますが、応用的な発展
として、噴火荒廃地の緑化に関する研究も進めてきています。ただし、た
だ緑化するのではなく、外来種を用いない三宅島の植物を用いた緑化につ
いて、技術的側面から貢献することを目指しています。　　　　　　　　　　　　　図2　溶岩上のオオバヤシャブシの稚樹

　 三宅島のこれまでの研究成果の全体については、2006年発行の森林科学や2011年発行の日本生態学会誌に特集形式でまとめられています。2002年に発表した論文は、イギリスやアメリカで使われている生態学の教科書（Begon et al., Ecology, 4th ed. Blackwell）にも、一次遷移の例として、三宅島の地図付きで紹介されています。