落ち葉の分解は、森林環境における重要なプロセスです。これは、葉に蓄えられた栄養素がリサイクルされ、土壌に戻り、樹木が再び利用できるようになる方法です。これにより、樹木の成長と生存が維持されます。落ち葉は、物理的要因 (すなわち、水による溶解) だけでなく、土壌微生物や昆虫などの生物によって分解されますが、落ち葉の分解速度は、落ち葉自体の特性にも部分的に依存します。
多くの研究により、リターの化学的組成が、それが分解されて林床に取り込まれる速度に影響を与えることが明らかになりましたが、このプロセスにおける葉の物理的特性の役割を調べる研究はあまり行われていません。 .落ち葉の化学組成を見ると、化学的に観察されるこれらの違いは、落ち葉の分解速度に影響を与えるさまざまな物理的構造や特徴を反映しているのでしょうか?これについてもっと知ることは、ごみが分解するメカニズムをよりよく理解するのに役立つかもしれません.
また、多くの葉の形質がスペクトルに沿って一緒に変化することもわかっています。これは、一方の端では、資源の獲得に一般的に関連する形質値を反映しています (たとえば、葉の窒素濃度が高い、質量に対する比面積が大きい (葉の比面積)、および見つかった他の形質値)。より急速に成長する傾向があり、栄養豊富で寿命の短い葉を生成する傾向がある植物で)、もう一方の端は、資源の保存に一般的に関連する特性値を反映します (たとえば、葉の窒素濃度が低い、葉の乾物含有量が高い、および他の特性値がしばしば反映される)。寿命が長く、栄養価の低い葉を生産する植物に見られます)。いくつかの研究は、分解率が新鮮な葉でこのスペクトルに沿って変化することを示しています.しかし、特性間の関係は落ち葉にも当てはまりますか?それらを使用して、ごみが分解する速度を推測できますか?
私たちは、さまざまな物理的特性が落葉の分解速度をどの程度予測できるか、落葉の特性が相互に関連しているかどうかを調査するために研究を実施しました。植物種は分解します。
カナダのブリティッシュ コロンビア州原産の 12 種類の木本植物種の新鮮な葉と落ち葉の両方で、さまざまな物理的および化学的特性を測定しました。シラカバ (Betula papyrifera) などの広葉樹を調べました。 )、ハンノキ (アルヌス ルブラ) )、および大きな葉のカエデ (Acer macrophyllum) )、およびロッジポール パイン (Pinus contorta) などの針葉樹種 ）、ダグラスファー（Pseudotsuga menziesii） ）、アメリカツガ（Tsuga heterophylla） ）。また、ニシカラマツ (Larix occidentalis ）、毎年針葉を落とす針葉樹、およびサラール（Gaultheria SHALLON） ）、常緑の広葉低木であり、葉の形質によって生成されるスペクトルの中間にある可能性が高いと考えられました.窒素パーセント、pH、炭水化物濃度などの化学的特性を測定し、靭性や水分摂取量などの物理的特性を含めました。また、新鮮な葉のキューティクル (ワックス状のコーティング) の厚さも測定しました。私たちの知る限りでは、キューティクルの厚さはこのような研究には含まれていません.
次に、これら12種のごみの減量率を1年間にわたって測定し、林床に置いたメッシュバッグ（ごみ袋）に入れられたごみの量の変化を測定しました。これらの種のほとんどすべてが、最初の 3 か月後に最も急速に分解し、その後は減速することがわかったので、0 か月から 3 か月、次に 3 か月から 12 か月で失われた質量の割合を調べることにしました。
私たちが測定したごみの特性は互いに変化し、浸出損失、水の吸収、水溶性抽出物の濃度、および一方の端の特定の葉面積が高く、厚さ、靭性、および濃度の高いスペクトルを作成することがわかりました。もう一方の酸非加水分解性残基。このスペクトルは、ごみが受ける浸出の程度に関連している可能性があります。また、キューティクルの厚さが最初の 3 か月間の質量損失と相関していることもわかりました。これは、キューティクルが厚いと質量損失の速度が遅くなる可能性があることを示唆しています。要するに、キューティクルの厚さや靭性など、私たちが測定した物理的特徴のいくつかは、化学的特徴のいくつかと同様に分解を説明しました.
クチクラの厚さは、クチン（クチクラの主要な化学構成要素）を含む酸非加水分解性残基の濃度と強く相関していました。おそらく、分解速度を予測する際の化学的および物理的特性の使用は、同じ現象を表現するさまざまな方法を反映していますが、物理的特性を測定することで、追加の洞察が得られ、このごみが実際にどのように分解されるかについて、さらに調査できる仮説を作成するのに役立ちます.
最初の 3 か月間の質量損失とより強く関連した形質は、リターの水分摂取量、浸出損失、特定の葉面積、および水溶性抽出物の濃度などの浸出損失に関連する可能性のある形質でした。 3 か月から 12 か月までの質量損失に関連するごみの特性には、靭性、特定の葉面積、および炭素対窒素比（C:N）が含まれます。葉の特定面積が低く、C:N が高い頑丈なごみは、よりゆっくりと分解します。また、分解と新鮮な葉の窒素との関係は見つかりましたが、落葉の窒素との関係は見つかりませんでした.おそらく、葉脈のようなより丈夫な組織とは対照的に、葉肉の割合が高い葉は、葉脈のようなより丈夫な組織とは対照的に、老化中に分解する窒素に富むクロロフィル分子を含みます（木が葉から栄養素を吸収するプロセス）。分解者にとってよりアクセスしやすいからです。ただし、この仮説は検証する必要があります。
私たちの調査結果は観察されたパターンであることに注意することが重要です。それらは、分解に対するこれらの形質の影響をテストする実験の結果ではありません。私たちの観察から、ごみの特性は互いに関連しているため、値のスペクトルが分解率の予測に役立つ可能性があるという仮説を立てています。また、落葉の物理的特性と、落葉の化学的性質との関係をさらに調査する価値があるかもしれないという仮説も立てています。これにより、落葉が分解され、栄養素が森林で再利用されるメカニズムをよりよく理解できるようになります。
これらの調査結果は、ジャーナル Oecologia に最近掲載された 12 の木本植物種における葉のリター分解の初期段階における葉の機能特性、リターの特性、および質量損失の間の関係というタイトルの記事に記載されています。 この作業は、ブリティッシュ コロンビア大学の Jenna M. Zukswert と Cindy E. Prescott によって実施されました。
