地球規模の気候変動は、世界中のすべての熱帯林生態系の中で最も脅かされている乾燥した熱帯生態系の存続と機能に対する新たな脅威と見なされています.
特に、メキシコの太平洋岸の熱帯乾燥林 (TDF) では、サイクロンの平均強度と、非常に激しいカテゴリー 4 および 5 の暴風雨の数が増加すると予測されています。実際、この 4 年間でハリケーンがメキシコの太平洋岸に 2 回上陸し、TDF 植生に直接影響を与えました。このような極端な気象現象は、すでに人間による撹乱を受けている植生にさらにストレスを与えます。
本研究では、ハリケーン パトリシア (カテゴリー 4、2015 年 10 月) によって TDF 植生に与えられた (幹と樹冠の) 損傷のレベルとタイプが、乾燥した森林の以前の人為的撹乱の影響を受けるかどうかをテストしました。具体的には、次の質問に答えることを目的としました。(1) 2 つの生息地タイプ (二次林と原生林) で、被害と回復の観点から、高強度のハリケーンが TDF 植生にどのように影響するか? (2) 植生の構造と組成は、その損傷と回復能力にどのように関連していますか? (3) 植物の機能的形質は種の損傷と回復をどのように説明するのか?
この目的のために、まず二次林と原生林の植生被害と生存者の再発芽能力を対比しました。次に、植生の組成と構造（スタンドレベルの属性）と植生の損傷と回復能力との間の潜在的な関係を評価しました。最後に、生体力学的および葉の機能的形質と植生の損傷および種レベルでの回復との関連性を評価しました。合計で、8 つの植生区画で 279 種の 3732 個体を評価しました。4 つは原生林 (OGF) に対応し、4 つは二次林 (SF) に対応します。
一般に、最も深刻なタイプの損傷は、機械的不安定性に対してより脆弱である可能性があるため、背の高い樹木に偏っていました。 SFの背の高い木はより高い死亡率に直面する可能性がありますが、OGFはSFよりも深刻なタイプの損傷の割合が高いことがわかりました.背の高い木は、強風によって機械的な不安定性が大きくなり、折れる可能性が高くなります。これは、SF のように低い樹冠に生えている新生木である場合に特に当てはまります。SF では、植物の高さが根元の面積よりも深刻な被害に関連しているように見えます。さらに、OGF は密度が高く、樹木の高さと基底面積が大きく、折れやすいため、「ドミノ効果」を被る可能性があり (Canham, 1978)、倒れる幹が隣接する樹木に損傷を与える可能性があります。 、根を弱め、キャノピーを開きます。その結果、根こそぎにされたり、折れたり、曲がったり、傾いたり、枝がない木の割合が高くなりました。
二次林の大型植物は、OGF のあらゆるサイズの植物と同様に、高い芽数/基底面積を生み出すことができました。これらの調査結果は、再発芽能力が森林コミュニティのダイナミクスと回復力において、特に深刻な撹乱の後に重要であることを裏付けています。実際、再発芽には、擾乱後の持続性に関連する多くの生態学的利点が含まれます。種子源による再確立は、アリや小さなげっ歯類による種子捕食率の高さ、および生存に対する生理学的制限によって制限される可能性があるためです。ベクターが大きな空き地に移動しないため、動物が分散した種子を持つ種も不利になります.
種の再発芽能力 (再発芽の平均数と再発芽した個体の割合) も、相対的なクロロフィル含有量と葉の密度と正の関連がありましたが、特定の葉面積と葉の新鮮な質量とは負の関連がありました。この意味で、高い光合成活性と密集した/貫通した葉を組み合わせた種は、より多くの再芽を生み出すでしょう.これは、高強度ハリケーンなどの深刻な擾乱の後、再発芽を通じて、生産性が高く抵抗力のある葉組織の戦略を組み合わせた種の再生が促進される可能性があることを示唆しています。
統合すると、古い成長林と二次熱帯乾燥林の両方が、大部分の個体 (約 90%) が被害を受けたため、高強度のハリケーンに対して非常に脆弱です。しかし、OGF は、主に背の高い樹木の割合が高く、強風下で機械的に不安定になりやすく、近隣の植物にドミノ効果を引き起こす可能性があるため、深刻なタイプの損傷の割合が高くなりました.
二次林では背の高い樹木の割合が低いため、機械的不安定性やドミノ効果が発生する頻度が低くなり、植生が受ける深刻な被害は少なくなります。ただし、この生息地の新興木は、より高い死亡率に直面する可能性があります。その上、ハリケーンに先立つ過酷な環境条件は、死亡率を増加させ、特に SF での再生能力を制限する可能性があります。種レベルでの生体力学的特性や葉の特性では、樹木の密度や高さが低い樹種ほど「傾いた幹」として被害を受けやすいが、再発芽能力も高い。木の密度が低いことは、TDF では光合成能力の高い小さくて密な葉を示す傾向がある先駆種戦略にも関連しています。これらの葉の特徴は、(高温、放射線、および機械的損傷に対する) 耐性と生産性を高めるため、私たちのサイトでのより大きな再発芽能力にも関連しています.
私たちの調査結果は、メキシコの太平洋岸のTDFでハリケーンの頻度および/または強度が増加するシナリオでは、研究地域では主に生物圏保護区内に位置するOGF（図1）がその人相を変える可能性があることを示唆していますキャノピーの高さを低くします。頻繁なハリケーンの持続的な体制は、樹木の構造 (すなわち、より大きな分岐)、アロメトリック関係、および木材の品質の変化に有利に働く可能性さえあります。これらは、地上部分の機械的刺激によって引き起こされます (Herrel et al., 2006)。
したがって、太平洋の TDF は、ハリケーンによる擾乱の影響を受けやすいカリブ海の TDF に似たものになる可能性があります (Van Bloem et al., 2006)。さらに、高さと木材の密度が低く、生産的で抵抗力のある葉を持つ種の割合が増加する可能性があり、これは、過酷な環境条件下で高い生産性を発揮する能力に欠ける、高さと木材の密度が高い種の割合が減少することを意味します（すなわち後期継承種)。
植物相の変化と植生構造の複雑さの単純化（このシステムに生息する種の大部分の生物物理学的環境を決定する）は、動物などの他の生物群に一連の悪影響を及ぼし、潜在的にこの地域の特定のグループの絶滅。管理の観点から言えば、これらの潜在的な変化は、大規模な気象現象によって大きな影響を受ける可能性のある保護地域を 1 つだけ保護するのではなく、人為起源の景観全体に広く分布する OGF 地域を保護することによって軽減することができます。この戦略は、影響を受けていない OGF の残骸が景観に残り、主に後継種に関して、最も影響を受けた地域への繁殖源として機能する可能性を高めます。
最後に、大規模保護区の有効性は、撹乱事象の規模、撹乱領域における空間的伝染、および種の分散能力に大きく依存するため、この地域に他の保護区を含めることは、ランドスケープ スケールでのシステム全体の回復力の程度。
これらの調査結果は、Forest Ecology and Management 誌に最近掲載された、高強度のハリケーンに対する熱帯乾燥林の短期的な反応を予測する構造的および機能的特性というタイトルの記事で説明されています。 この研究は、メキシコ国立自治大学のダイアナ・ローラ・ヒメネス・ロドリゲス、マリアナ・ヨロトル・アルバレス・アニョルベ、ホセ・イスラエル・フローレス・プエルト、ジュリエタ・ベニテス・マルビド、ケン・オヤマ、ルイス・ダニエル・アビラ・カバディージャ、およびマリセラ・ピネダ・コルテスによって行われました。 Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo 出身。
