構造 道路を覆うモンキーラダーのつる植物の天蓋 樹冠構造とは、植物の樹冠の組織または空間配置(三次元幾何学)のことです。葉面積指数 (単位地表面積あたりの葉面積)は、植物の樹冠を理解し比較するために使用される重要な指標です。樹冠は下層 植生よりも高く、熱帯雨林の動物の90%は樹冠に生息しています。樹冠は広大な範囲を覆い、飛行機から見ると途切れていないように見えます。しかし、木の枝が重なり合っているにもかかわらず、熱帯雨林の 樹冠の木々はめったに触れ合うことはありません。むしろ、通常は数フィート離れています。[ 7 ]
優占種および準優占種の樹冠木が不均一な樹冠層を形成する。樹冠木は豊富な光の下で比較的速やかに光合成を行う ことができるため、森林における一次生産の大部分を支えている。樹冠層は強風や嵐から樹木を守るとともに、日光や降雨を遮断するため、下層植生は比較的まばらになる。
森林の樹冠には、森林の他の層には見られない独特の動植物が生息しています。陸上生物の多様性が最も高いのは、 熱帯雨林 の樹冠です。[ 8 ] 熱帯雨林の動物の多くは、樹冠だけで生活し、地面に触れることがないように進化してきました。熱帯雨林の樹冠は通常、厚さが約10メートル(33フィート) で、太陽光の約95%を遮断します。[ 9 ] 樹冠は、非常に高い木がまばらに生えている突出層 の下にあり、通常、1ヘクタールあたり1本か2本です。熱帯雨林では水が豊富で気温もほぼ理想的なため、光と栄養分は、下層から樹冠までの樹木の成長を制限する2つの要因です。
パーマカルチャー や森林園芸の コミュニティでは、樹冠は7つの層の中で最も高い層です。[ 10 ]
生態学 森林の樹冠は独特の構造的および生態学的複雑性を持ち、森林生態系にとって重要です。樹冠は、降雨遮断、光吸収、栄養素とエネルギーの循環、ガス交換、多様な野生生物の生息地の提供といった重要な機能に関与しています。[ 11 ] また、樹冠は、入射光、風、温度変動の緩衝材として機能することで、森林の内部環境を変化させる役割も果たしています。[ 11 ]
森林の樹冠層は、多様な動植物を支えています。樹冠層は、森林の上層部に固有の無数の植物、微生物、無脊椎動物(昆虫など)、脊椎動物(鳥類や哺乳類など)の進化を可能にした生息地を提供しているため、「最後の生物的フロンティア」と呼ばれています。[ 12 ] 森林の樹冠は、地球上で最も種が豊富な環境の一つと考えられています。[ 13 ] 樹冠層に見られる生物群集は、森林の機能だけでなく、多様性と生態学的回復力の 維持にも重要な役割を果たしていると考えられています。[ 12 ]
気候規制 森林の樹冠は地球規模の気候の安定性を維持する上で重要な役割を果たしています。森林の樹冠は、陸上生態系と大気の間で行われる地球規模の二酸化炭素交換の少なくとも半分を担っています。森林の樹冠は炭素吸収源として機能し、人間の活動によって引き起こされる大気中のCO2の増加を抑制します。 森林の樹冠が破壊されると二酸化炭素が放出され、大気中のCO2濃度が上昇します。 これは温室効果に寄与し、地球温暖化につながります。[ 14 ]
PNASの研究では、都市の地域ごとの気温の変動を測定した結果、樹冠被覆率の高い地域は、それ以外の点で類似した地域よりも大幅に涼しいことがわかりました。[ 15 ]
樹冠遮断 植樹による雨水管理のアニメーション 樹冠遮断と は、樹木の樹冠によって遮断され、葉から蒸発する降雨のことである。遮断されなかった 降雨は 、樹冠を抜ける雨水、あるいは樹幹 流 として森林の地面に降り注ぐ。
樹冠遮断を測定する方法は数多く存在する。最もよく使われる方法は、樹冠上の降雨量を測定し、樹冠通過雨量と樹幹流を差し引くことである[ 16 ] 。しかし、この方法の問題点は、樹冠が均質ではないため、代表的な樹冠通過雨量データを得るのが難しいことである。
この問題を回避するために用いられる方法の一つは、森林の地面をプラスチックシートで覆い、樹冠を通過する雨水を集めることである。[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] この方法の欠点は、最終的には樹木が水分不足 で乾燥してしまうため、長期間には適さないこと、また、この方法は降雪時には適用できないことである。
ハンコックとクロウザーの方法[ 20 ] は、枝の片持ち梁効果を利用することでこれらの問題を回避しました。枝の葉が水を保持すると、枝は重くなり、曲がります。変位を測定することで、遮断された水の量を決定することができます。この方法は、2005年にひずみゲージを使用することで改良されました[ 21 ] 。しかし、これらの方法の欠点は、1本の枝に関する情報しか得られず、木全体や森林を測定するには非常に手間がかかることです。
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