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粗大木質残骸（CWD）または粗大木質生息地（CWH）とは、森林[ 1 ]や河川、湿地[ 2 ]の地面に倒れた枯れ木や大きな枝の残骸を指します。枯れ木として知られる立ち枯れ木は、粗大木質残骸とほぼ同じ機能を提供します。木質残骸が「粗大」と定義されるために必要な最小サイズは著者によって異なり、直径2.5～20cm（1～8インチ）の範囲です。 [ 3 ]
1970年代以降、世界中の森林管理者は、枯れ木や木質残骸を森林に残しておくことが最良の環境対策であると考えており、木質残骸は木材に閉じ込められた栄養分を循環させ、多様な生物に食料と生息地を提供することで生物多様性を向上させている。粗大木質残骸の量は、温帯落葉樹林の評価と再生における重要な基準である。[ 1 ]粗大木質残骸は湿地、特に木質残骸が蓄積する三角州でも重要である。 [ 2 ]
粗大な木質残骸は、樹木の自然枯死、植物病害、昆虫、山火事、伐採、風倒、洪水などによって発生します。
古代林、つまり原生林は、枯れ木や倒木がそのままの場所に残って新たな植生の栄養となるため、リサイクルと再生の観点から理想的な森林と言えます。健全な温帯林では、枯れ木は全木質バイオマスの最大30%を占めます。最近の英国の研究では、木材生産のために管理されている森林は、長年放置されてきた管理されていない森林に比べて、倒木が3分の1から7分の1少ないことが分かりました。一方、最近萌芽更新された森林では、倒木はほぼゼロでした。
北米太平洋岸北西部の老齢ダグラスファー林では、乾燥した場所では CWD 濃度が 72 トン/ヘクタール (64,000 ポンド/エーカー)、湿潤な場所では 174 トン/ヘクタール (155,000 ポンド/エーカー) であることがわかった。[ 4 ]オーストラリアの原生林では、森林の種類によってCWD 濃度が平均 19 トン/ヘクタール (17,000ポンド/エーカー) から 134 トン/ヘクタール (120,000ポンド/エーカー) の範囲である。 [ 5 ]
粗大木質残骸とその後の分解は、炭素、窒素、カリウム、リンなど、生物にとって不可欠な栄養素を循環させる。腐生菌類や細菌や昆虫などの腐食動物は、枯れ木を直接消費し、栄養素を他の形態の有機物に変換することで放出し、その後、他の生物がそれを消費することができる。枯れ木には生理学的に重要な栄養素がほとんど含まれていないため、まず外部から栄養素を輸送して消費できるようにする必要がある。[ 6 ] [ 7 ]このように、粗大木質残骸は土壌の栄養素循環に貢献する重要な存在である。粗大木質残骸自体は窒素が特に豊富ではないが、非共生の自由生活性窒素固定細菌の宿主として機能することで、生態系に窒素を供給している。[ 8 ]
科学的研究によると、粗大木質残骸は生物学的炭素隔離に大きく貢献する可能性がある。樹木は光合成によって大気中の炭素を木材に蓄積する。樹木が枯れると、菌類やその他の腐生生物が粗大木質残骸から土壌に炭素を移す。この隔離は、原生林では何百年も続く可能性がある。[ 9 ] [ 10 ]
粗大木質残骸は、多くの種に食料と微小生息地の両方を提供することで、森林生態系の生物多様性の維持に役立ちます。森林動物相の最大40パーセントが粗大木質残骸に依存しています。北米西部での研究では、生きている木の体積のわずか5パーセントが生きている細胞で構成されているのに対し、枯れ木では体積で40パーセントにも達し、主に菌類と細菌で構成されていることが示されました。[ 11 ]枯れ木の形成層と辺材の残骸に生息するコロニー形成生物は、分解を助け、それらを捕食する捕食者を引き寄せ、バイオマスの代謝の連鎖を継続させます。
CWDを生息地または食料源として依存する生物のリストには、細菌、菌類、地衣類、コケ類、その他の植物、そして動物界ではシロアリ、アリ、甲虫、カタツムリなどの無脊椎動物[ 13 ]、サンショウウオなどの両生類[ 12 ]、アシナシトカゲなどの爬虫類、鳥類、小型哺乳類が含まれます。森林に生息する鳥類の3分の1は、枯れ木の幹の空洞に住んでいます。キツツキ、シジュウカラ、コガラ、フクロウはすべて枯れ木に住み、ライチョウは木の残骸の後ろに隠れます。
植物の中には、粗い木質残骸を生息地として利用するものがある。コケや地衣類が丸太を覆うこともあれば、シダや樹木が丸太の上で再生することもある。草本、低木、樹木にそのような生息地を提供する粗い木質残骸の大きな断片は、ナースログと呼ばれる。[ 8 ]また、粗い木質残骸は、草食動物の侵入を防ぐ障壁として機能することで、若い植物を草食による被害から守ることもできる。粗い木質残骸が残存することで、山火事や伐採などの生態系への大きな撹乱の際に生物を保護することができる。
川に倒れた瓦礫や木は、水の流れや堆積物を変化させることで、魚類、両生類、哺乳類に隠れ場所を提供する。 [ 14 ] [ 15 ]多くの種類のカメは、日光浴のために粗い木の破片を利用することもある。[ 16 ]ニオイガメは、湿地近くの丸太の下に卵を産むことがある。[ 17 ]
粗大木質残渣は、特に斜面では、有機物や鉱物土壌の斜面下への移動を遅らせることで土壌を安定させる。落ち葉やその他の残渣は粗大木質残渣の後ろに集まり、分解が進む。降水の浸透も改善される。乾燥した天候では、粗大木質残渣は土壌水分の蒸発を遅らせ、水分に敏感な生物に湿った微小生息地を提供する。[ 8 ]
火災が発生しやすい森林では、粗大木質残渣は山火事の際に重要な燃料となる可能性があります。燃料の量が多いと、火災の深刻度と規模が増大する可能性があります。特に防火対策によって燃料が蓄積した森林では、燃料レベルを下げるために粗大木質残渣を管理することがあります。火災安全のために粗大木質残渣を減らすことは、生息地やその他の利点のために粗大木質残渣を保持することとバランスを取る必要があります。[ 18 ]直径3～8インチ（8～20cm ）の粗大木質残渣は、火災管理者によって1000時間燃料に分類されます。これは、木材の水分含有量が周囲の環境と平衡状態になるのに必要な時間を指します。[ 19 ] [ 20 ]
スコットランドのグレン・アフリックでは、ツリーズ・フォー・ライフ・グループが、クロヒラタキクイムシ（Bolitothorus reticulatus）が特定の菌類（Fomes fomentarius ）に依存していることを発見した。この菌類は枯れたカバノキにしか生えない。また、別の昆虫であるマツハナアブ（Blera fallax）は、繁殖するために腐ったスコットランドマツを必要とする。 [ 11 ]
北米東部の温帯落葉樹林では、CWDはサンショウウオからシダまで様々な生物の生息地を提供している。これは、この種の森林を評価し、再生するための重要な指標である。 [ 1 ]
オーストラリアのような亜熱帯地域では、森林火災が大きな危険要因となっているため、残されたり横たわったりする倒木の量は、適切な防火対策において安全と考えられる範囲で決定されます。火災が発生すると、一部の無脊椎動物は枯れ木の丸太の中や下に避難場所を見つけます。
カナダでは、クマは枯れ木を探し出して引き裂き、アリや甲虫を探して食べる。この事実から、当局はこうした目的のために十分な量の粗大木質残渣を確保するようになった。北米でも、CWD（粗大木質残渣）は、若い木を食害するシカやヘラジカを防ぐための障壁としてよく利用されている。