山火事は、そもそも落雷などによって発生する自然現象です。森林を破壊することで、新たな樹木が生える場を提供したり、土壌中の養分循環を促すなど健全な森林の維持へ重要な役割を果たしてきました。
しかし、近年では人間活動により山火事の強度や発生頻度が変化し、森林の構造や機能が変化しています。私たちは、山火事が樹木や土壌へ及ぼす影響メカニズムについて研究し、現在そして将来の山火事発生頻度の変化が、森林をどのように改変するのかを科学的な根拠のもとに理解・予測するための知見を集めています。
これまでの研究から、山火事後に樹木がうまく更新するためには、山火事で生成する炭が重要な役割を果たしていることがわかってきました。一方、炭は土壌中の微生物やミミズなどの土壌動物の活動も活性化し、土壌の養分循環へも大きな影響を及ぼしていることもわかってきました。「炭」は、台風や土砂崩れなど森林を破壊する他の攪乱では生成されません。山火事は、その「炭を作り出す」というユニークなプロセスにより、独特のメカニズムで森林の構造や物質循環へ影響を及ぼしている様子が浮かび上がってきました。
一方、そうした炭が植物の更新に及ぼす正の影響は、山火事が頻発してしまう場合や、山火事の強度が高い場合に失なわれてしまうことも明らかになりました。つまり、山火事の頻度や強度が人間によって変化してしまうと、炭の変化を介して森林に悪影響が及ぼされることも懸念されます。
現在は、多様な樹種を対象に、落葉など燃料の燃えやすさや樹皮の耐火性がどのように異なっているのかを明らかにすることで、火災のリスクの高い森林の見える化を目指しています。
参考論文:
Bryanin, S.V., Abramova, E., Makoto, K. (2018) Fire-derived charcoal might promote fine root decomposition in boreal forests. Soil Biology & Biochemistry. 116: 1-3.
Pingree, M.R.A., Makoto, K., DeLuca, T.H. (2017) Interactive effects of charcoal and earthworm activity increase bioavailable phosphorus in sub-boreal forest soils. Biology and Fertility of Soils. 53: 873-884.
Bryanin, S.V., Makoto, K. (2017) Fire-derived charcoal affect fine root vitality in post-fire Gmelin larch forest: Field evidence. Plant and Soil. 416:409-418.
Makoto, K., Tani, H., Kamata, N. (2013) High-resolution multispectral satellite image and post-fire ground survey reveal the pre-fire beetle damage on snags in southern Alaska. Scandinavian Journal of Forest Research. 28: 581-585.
Makoto, K., Shibata, H., Kim, Y.S., Satomura, T., Takagi, K., Nomura, M., Satoh, F., Koike, T. (2012) Contribution of charcoal to short-term nutrient dynamics after surface fire in the humus layer of a dwarf bamboo-dominated forest. Biology and Fertility of Soils. 48: 569-577.
Makoto, K., Kamata, N., Kamibayashi, N., Koike, T., Tani, H. (2012) Bark-beetle-attacked trees produced more charcoal than unattacked trees during a forest fire on the Kenai Peninsula, Southern Alaska. Scandinavian Journal of Forest Research. 27: 30-35.
Makoto, K., Hirobe, M., DeLuca, T.H., Bryanin, S.V., Procopchuk, V.F., Koike, T. (2011) Effects of fire-derived charcoal on soil properties and seedling regeneration in a recently burned Larix gmelinii/Pinus sylvestris forest. Journal of Soils and Sediments. 11:1317-1322.
Kim, Y.S., Makoto, K., Takakai, F., Shibata, H., Satomura, T., Takagi, K., Hatano, R., Koike, T. (2011) Greenhouse gas emissions after a prescribed fire in white birch-dwarf bamboo stands in northern Japan, focusing on the role of charcoal. European Journal of Forest Research. 130:1031-1044.
Makoto, K., Choi, D.S., Hashidoko, Y., Koike, T. (2011) The growth of Larix gmelinii seedlings as affected by charcoal produced at two different temperatures. Biology and Fertility of Soils. 47: 467-472.
Makoto, K., Kim, Y.S., Tamai, Y., Koike, T. (2010) Buried charcoal layer and ectomycorrhizae cooperatively promote the growth of Larix gmelinii seedlings. Plant and Soil. 327: 143-152.
しかし、近年では人間活動により山火事の強度や発生頻度が変化し、森林の構造や機能が変化しています。私たちは、山火事が樹木や土壌へ及ぼす影響メカニズムについて研究し、現在そして将来の山火事発生頻度の変化が、森林をどのように改変するのかを科学的な根拠のもとに理解・予測するための知見を集めています。
これまでの研究から、山火事後に樹木がうまく更新するためには、山火事で生成する炭が重要な役割を果たしていることがわかってきました。一方、炭は土壌中の微生物やミミズなどの土壌動物の活動も活性化し、土壌の養分循環へも大きな影響を及ぼしていることもわかってきました。「炭」は、台風や土砂崩れなど森林を破壊する他の攪乱では生成されません。山火事は、その「炭を作り出す」というユニークなプロセスにより、独特のメカニズムで森林の構造や物質循環へ影響を及ぼしている様子が浮かび上がってきました。
一方、そうした炭が植物の更新に及ぼす正の影響は、山火事が頻発してしまう場合や、山火事の強度が高い場合に失なわれてしまうことも明らかになりました。つまり、山火事の頻度や強度が人間によって変化してしまうと、炭の変化を介して森林に悪影響が及ぼされることも懸念されます。
現在は、多様な樹種を対象に、落葉など燃料の燃えやすさや樹皮の耐火性がどのように異なっているのかを明らかにすることで、火災のリスクの高い森林の見える化を目指しています。
参考論文:
Bryanin, S.V., Abramova, E., Makoto, K. (2018) Fire-derived charcoal might promote fine root decomposition in boreal forests. Soil Biology & Biochemistry. 116: 1-3.
Pingree, M.R.A., Makoto, K., DeLuca, T.H. (2017) Interactive effects of charcoal and earthworm activity increase bioavailable phosphorus in sub-boreal forest soils. Biology and Fertility of Soils. 53: 873-884.
Bryanin, S.V., Makoto, K. (2017) Fire-derived charcoal affect fine root vitality in post-fire Gmelin larch forest: Field evidence. Plant and Soil. 416:409-418.
Makoto, K., Tani, H., Kamata, N. (2013) High-resolution multispectral satellite image and post-fire ground survey reveal the pre-fire beetle damage on snags in southern Alaska. Scandinavian Journal of Forest Research. 28: 581-585.
Makoto, K., Shibata, H., Kim, Y.S., Satomura, T., Takagi, K., Nomura, M., Satoh, F., Koike, T. (2012) Contribution of charcoal to short-term nutrient dynamics after surface fire in the humus layer of a dwarf bamboo-dominated forest. Biology and Fertility of Soils. 48: 569-577.
Makoto, K., Kamata, N., Kamibayashi, N., Koike, T., Tani, H. (2012) Bark-beetle-attacked trees produced more charcoal than unattacked trees during a forest fire on the Kenai Peninsula, Southern Alaska. Scandinavian Journal of Forest Research. 27: 30-35.
Makoto, K., Hirobe, M., DeLuca, T.H., Bryanin, S.V., Procopchuk, V.F., Koike, T. (2011) Effects of fire-derived charcoal on soil properties and seedling regeneration in a recently burned Larix gmelinii/Pinus sylvestris forest. Journal of Soils and Sediments. 11:1317-1322.
Kim, Y.S., Makoto, K., Takakai, F., Shibata, H., Satomura, T., Takagi, K., Hatano, R., Koike, T. (2011) Greenhouse gas emissions after a prescribed fire in white birch-dwarf bamboo stands in northern Japan, focusing on the role of charcoal. European Journal of Forest Research. 130:1031-1044.
Makoto, K., Choi, D.S., Hashidoko, Y., Koike, T. (2011) The growth of Larix gmelinii seedlings as affected by charcoal produced at two different temperatures. Biology and Fertility of Soils. 47: 467-472.
Makoto, K., Kim, Y.S., Tamai, Y., Koike, T. (2010) Buried charcoal layer and ectomycorrhizae cooperatively promote the growth of Larix gmelinii seedlings. Plant and Soil. 327: 143-152.
