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矮性林、エルフ林、またはピグミー林は、小型の樹木が特徴の珍しい生態系で、齧歯類やトカゲなどの小型の動物が生息しています。通常、標高が高く、空気湿度は十分だが土壌が貧弱な場所に位置しています。矮性林の生態系には、沿岸温帯と山岳熱帯の2つの主要なタイプがあり、それぞれ異なる種と環境特性を持っています。沿岸温帯矮性林は、南カリフォルニアの一部でよく見られます。山岳熱帯林は、中央アメリカ、南アメリカ北部、東南アジアの熱帯高地に広く分布しています。その他にも、世界各地に孤立した矮性林が点在しており、最大の矮性林はフィリピンにあります。
雲霧林の高地熱帯地域には、高地降水のため、苔むした湿潤な矮性森林が存在する。これらの地域は降水量が少なく、水の大部分は霧や靄の形で供給されるのが特徴である。水は主に夜間に供給され、雲が海から山の上空に移動し、植生によって遮られる。日中は、雲が山頂に上昇し、利用可能な降水形態に消散しないため、水の需要が増加する。[ 1 ] [ 2 ]
これらの森林は、 根系が浅い低木（5～8m）と豊富な着生植物が特徴です。[ 2 ]着生植物は樹冠の大部分を占め、標高の高い熱帯矮性林では、他の矮性でない熱帯林よりも豊富に見られます。[ 3 ]
矮性林は、マッセナーヘブン効果により、孤立した山でより多く見られるはずである。マッセナーヘブン効果とは、他の山に近接する山々では、一般的に森林限界が高くなる現象である。近接する山々は風と熱の保持率に影響を与え、気候の悪影響を軽減する。孤立した山で森林限界が低い場合、気候の影響はより深刻になる。[ 4 ]
山地の矮性林には比較的少数の種しか存在せず、少数の優占種が個体群の大部分を占めている。高い風速、低い気温、そして持続的な雲や霧による光量の減少により、背の高い植物の成長が制限されるため、低く水平に枝分かれする低木状の植物や、コケ、地衣類、ゼニゴケの密集した群落が見られる。[ 5 ]高い風速は、特に尾根や斜面において、矮性林の植物の高さの決定要因となる。低い高さは植物の構造的安定性を高める。[ 3 ]風にさらされた木は、風にさらされていない木に比べて、成長よりも強度を高めることに多くの資源を費やす。強度を高めることに重点を置くことで、幹や小枝が太くなり、風にさらされた木の大部分が見られる尾根の頂上付近で、より大きな風圧に耐える能力が高まる。[ 6 ]エネルギーの大部分は、重く広範囲にわたる根の構造を成長させ維持することに費やされ、木をさらに強化し、強風に対する抵抗力を高めます。[ 1 ]
この地域の植物は、葉の先端が水滴状になっていたり、クチクラがワックス状になっていたりするなど、耐湿性を持つ葉を持っています。[ 5 ]また、低温と低い放射線透過率のため、蒸散速度と代謝速度も遅くなっています。 [ 3 ]植物の大部分はアルカロイドやその他の天然物を持っており、昆虫による食害の多さに対抗していると考えられます。これは、植物の葉の表面積が小さく、蒸散速度が低い理由の一つかもしれません。ある研究では、10種の植物の葉の約70～98%が昆虫によって損傷を受けていることが示されました。[ 5 ]
矮性林は標高の高い場所に存在し、一般的に脊椎動物の生物多様性が低い。ハチドリやコウモリは、一部の地域で脊椎動物の大部分を占めており、通常は繁殖などの季節的な変化や食料の豊富さに応じて標高を移動する渡り鳥である。 [ 7 ]その他の脊椎動物種は主に小型齧歯類である。
降雨は季節性が高く、まばらで、間隔が長いため、霧の遮断は乾季の重要な水源となります。[ 8 ]年間を通して、風速、気温、湿度はほぼ一定で、湿度は通常90%を超えます。[ 1 ]グアヒラ半島の調査地点では、乾季の降水量は月1～4日でしたが、雨季は増加したものの、依然として月4～12日と比較的少なく、[ 1 ]この地域の水の大部分は低い雲と霧の遮断によって保持されているという考えを裏付けています。[ 8 ]日照時間は二峰性分布を示し、蒸発率と相関関係があります。[ 3 ]
カリフォルニアのエルフィンフォレストは、沿岸温帯矮性林の代表的な例である。それらは広大で、カリフォルニア南部の山々の大部分を覆い、メキシコ、ネバダ、アリゾナにまで広がっている。[ 18 ]エルフィンフォレストのその他の広大な地域は、州全体、特に北部と中央部で見られる。
北カリフォルニアのソルトポイント州立公園には、メンドシノ地域固有のメンドシノイトスギ（ Cupressus pygmaea ）が生い茂る妖精の森があります。カリフォルニア州中央海岸のモロ湾南東岸にあるロスオソスには、エルモロ妖精の森自然保護区があります。この地域は約90エーカー（36ヘクタール）です。「妖精の森」という名前は、一般的な30～80フィート（9.1～24.4メートル）に比べて高さが4～20フィート（1.2～6.1メートル）と低いカリフォルニアライブオークに由来しています。この地域には、連邦政府によって絶滅危惧種に指定されているモロショルダーバンドスネイル（Helminthoglypta walkeriana）も生息しています。標高の高いクエスタリッジでは、サンルイスオビスポ郡土地保全協会が、矮性イトスギの群生地であるサンルイスオビスポ・エルフィンフォレストを管理している。
土壌水分、日射量、土壌の岩石度などの要因は、標高勾配に沿った種の構成に影響を与え、その結果、アデノストマ・ファシクラツムやアルクトスタフィロス・グラウカなどの特定の低木種が矮林の生息地に存在することになる。[ 19 ]
火災は低～中程度の頻度で発生し、その深刻度は高い。多くの植物は、高温下でのみ発芽するセロチナス種子を持つことでこれに適応している。[ 19 ]このため、これらの植物はしばしば新しい地域に最初に定着する。
チャパラル地域は冬には水浸しになり、夏には乾燥して砂漠のようになる。このような乾燥した矮性林の自生植物は、一般的に他の地域の関連植物よりもずっと背が低く、小さく、密集している。[ 18 ]
カリフォルニアの妖精の森でよく見られる植物には、多くの外来種を含め、マウントフッド・プッシーパウ（Cistanthe umbellata）、アルカリヒース（Frankenia salina）、レンゲツメクサ（Lotus）などの小型植物や、チャミス（Adenostoma fasciculatum）、マンザニータ（Arctostaphylos）、セアノサス、スマック（Rhus）、セージ（Salvia）、スクラブオーク（Quercus berberidifolia）など、自然には高さ20フィート（7メートル）未満にしか成長しない樹木や低木などが あります。
カリフォルニアのエルフの森の動物相には、多くの種類のシカネズミ（Peromyscus spp.）、カヤネズミ（Reithrodontomys spp.）、カリフォルニアハタネズミ（Microtus californicus）、カリフォルニアポケットマウス（Chaetodipus californicus）、カンガルーネズミ（Dipodomys spp.）、数種のトゲトカゲ（Sceloporus spp.）のほか、他の小型脊椎動物が含まれる。[ 20 ] [ 21 ]無脊椎動物には、穴を掘るサソリ（Opistophthalmus spp.）、さまざまな種類のサソリ、クモ、ダニが含まれる。
カリフォルニアの気候は通常、冬は湿潤で夏は乾燥している。矮林に生育する植物は冬の間成長し、干ばつのストレスにより夏は休眠状態になる。植物群落はまた、少ない季節的な降雨を補うために霧を遮断して空気中の水分を取り込むことに依存している。[ 22 ]
北カリフォルニアとオレゴンの沿岸の矮性森林の形成は、一連の海成段丘から始まった。隆起と海面変動の組み合わせにより段丘のシステムが形成され、「生態学的階段」ができた。各段丘は下の段丘より約10万年古く、土壌、微生物、植物、動物の独特な組み合わせを支えている。変動する海面によって海岸から遠ざけられた砂丘は、前の砂丘の上を滑り落ちて固まり、段丘を高くする。先駆植物群落が若い段丘に定着する。各段丘で繰り返される植物群落の遷移は、最終的にブラックロック系列として知られる非常に特殊なポドゾルを形成する[ 23 ]。これは種にとって不向きな環境を提供し、段丘でのさらなる成長を大きく阻害する。この土壌プロファイルの一部には、下層の粘土または鉄の硬盤が含まれる。各段丘は比較的平坦で、多くは古砂丘によって支えられている。これらの階段状の地形は排水性が非常に悪く、雨季の大半は植物が自らのタンニンや酸に浸かった状態になる。根の伸長が制限され、土壌が酸性であるため、これらの段丘の植物群落は生育不良となる。生態系階段の名残は確かに存在するだろうが、そのほとんどは開発や伐採のために破壊されてしまった。
矮性森林の土壌分析によると、マクロ栄養素とミクロ栄養素の含有量が低く、交換性アルミニウムの含有量が高いことが示されており、これが植物の生育を阻害している。また、低いpH値は鉄硬盤の形成を促進し、樹木が深く根を張ることを妨げ、土壌内部の水分の排水も阻害する。
その結果、この地域の松の木は、自然の盆栽のような効果で、高さが3～4フィートを超えることはめったにない。幹の太さはわずか1インチしかないにもかかわらず、80本以上の年輪が刻まれているものも多い。ほんの数ヤード離れた場所では、土壌がより若いため、同じ種類の木が数十フィートもの高さにまで成長している。
高段丘ポドゾル矮性林の例としては、以下のようなものがある。
カリフォルニアの矮小林のその他の例としては、以下のようなものがある。
矮性森林は、起源も様々で、世界の様々な場所に分布している可能性がある。
イギリス西海岸では、デヴォンのウィストマンズ・ウッドや、スコットランドのマル島のロス・オブ・マルにある孤立した群生地などが注目すべき例である。 [ 33 ]
スウェーデンのエーランド島にあるストーラ・アルヴァレット（大アルヴァール）層のような非常にアルカリ性の土壌の場合にも、樹木の成長が阻害されることがある。その地域には、独特の土壌化学のため、矮性樹木が一定程度生育している場所もあれば、樹木が全く生えていない場所もあり、多くの希少種が群生している。[ 34 ]
ニュージャージー州では、バスリバー州立森林公園内にある3,830エーカー（15 km 2）のウェストパインプレーンズ自然保護区が、成木でも高さがわずか4フィートにしかならないピッチパインとブラックジャックオークの木々からなる矮性林を保護している。地表にはクマコケモモやティーベリーの低木、地衣類、コケ類が生えている。同じ種は広大なパインバレンズ周辺地域にも存在するが、矮性植物の大きさは、乾燥した栄養分の乏しい土壌、風にさらされること、そしてこの地域で頻繁に発生する山火事に起因すると考えられている。[ 35 ] [ 36 ]
高地のアンティル諸島の矮性森林では、日射量が少なく蒸発散率も低いため、これらの山岳地帯は水分を保持しています。環境悪化はこれに影響を与える可能性があります。[ 4 ]
カリフォルニアの矮性林は、河川流量の調整、土壌侵食の防止、地面を日陰にすることで蒸発を防ぐなど、重要な役割を果たしている。農業や経済開発などのための皆伐は、こうした役割を阻害する可能性がある。[ 22 ]
年：1969年