近年の気候変動と火事による攪乱に直面した高山樹林の生態系の安定性

Alpine treeline ecotone stasis in the face of recent climate change and disturbance by fire.

• Aviya Naccarella
• John W Morgan
• Seraphina C Cutler
• Susanna E Venn

抄録

気候変動に対して種がどのように対応するかは、生物学的特性、種の生理学的限界、形質（分散など）、撹乱との相互作用に依存する。本研究では、オーストラリア南東部のビクトリアンアルプスにおいて、地域的な温暖化と度重なる火災による攪乱に対応して、高山樹林の樹木の分布が数十年ごとに変化していることを調査した。高山樹林は、Eucalyptus pauciflora subsp. niphophila (Snow Gum, Myrtaceae)種で構成されている。2002年と2018年に4つの山で樹林全体の樹林位置と苗木の基部胴回りを記録した。温暖化や火災による攪乱との関連で樹幹位置（樹幹上の苗木募集）の経時変化を定量化し、樹幹下のスタンド構造の変化（スタンド密度、サイズクラス分析）を検討する。2002年から2018年の間に短距離の樹幹進入が発生したが、この期間はほとんどが未燃地域に限定されていた。2回の火災では、火災前に苗木がよく見られたという証拠があったにもかかわらず、樹幹線上には苗木は見られなかった。樹幹線以下の亜高山林の木立は、火災に対して概ね回復力があり、木はリグノチューバーから再成長した。しかし、10年以内に2回の火災が発生した森林では、小木の数が減少した。高山樹林の樹幹線における個体群動態は、最近の気候変動に反応していたが、他の要因（撹乱など）がリクルートの傾向を理解する上で極めて重要である。樹林線上での苗木の定着は、主に未燃地に限定されていた。これらの結果は、火事が樹幹の動態に強い人口統計学的フィルターとなっていることを示している。樹幹の変化には長いラグ期間があることが予想されるが、このような地形の特徴として、繰り返しの撹乱がある場合には、樹幹の変化に長いラグ期間があることが予想される。

How species respond to climate change will depend on biological characteristics, species physiological limits, traits (such as dispersal), and interactions with disturbance. We examine multi-decadal shifts in the distribution of trees at the alpine treeline in response to regional warming and repeated disturbance by fire in the Victorian Alps, south-east Australia. Alpine treelines are composed of Eucalyptus pauciflora subsp. niphophila (Snow Gum, Myrtaceae) species. The location and basal girth of all trees and saplings were recorded across treelines at four mountains in 2002 and 2018. We quantify changes in treeline position (sapling recruitment above treeline) over time in relation to warming and disturbance by fire, and examine changes in stand structure below treeline (stand density, size class analyses). Short-distance advance of the treeline occurred between 2002 and 2018, but was largely restricted to areas that were unburned during this period. No saplings were seen above treeline after two fires, despite evidence that saplings were common pre-fire. Below treeline, subalpine woodland stands were largely resilient to fire; trees resprouted from lignotubers. However, small trees were reduced in number in woodlands when burned twice within a decade. Population dynamics at the alpine treeline were responsive to recent climate change, but other factors (e.g. disturbance) are crucial to understand recruitment trends. Establishment of saplings above treeline was largely restricted to unburned areas. These results indicate fire is a strong demographic filter on treeline dynamics; there is a clear need to frame alpine treeline establishment processes beyond just being a response to climate warming. Long lag periods in treeline change may be expected where recurrent disturbance is a feature of the landscape.