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温帯落葉樹林または温帯広葉樹林は、冬に葉を落とす落葉樹が主となる温帯林の一種です。 [ 1 ]これらは地球の主要な生物群系の1つであり、世界の陸地面積の9.69%を占めています。[ 2 ]これらの森林は、温暖で湿潤な夏、寒い冬、穏やかな秋と春の季節が循環する明確な季節変動のある地域に見られます。[ 3 ]これらは北半球に最も多く見られ、特に北アメリカ東部、東アジア、ヨーロッパの大部分に広大な地域がありますが、南アメリカにも温帯落葉樹林の小さな地域があります。北半球の落葉樹林によく生育する樹木の例としては、オーク、カエデ、シナノキ、ブナ、ニレなどがありますが、南半球では、ナンキョクブナ属の樹木がこのタイプの森林を支配しています。[ 1 ]温帯落葉樹林は、多様な野生生物の生息地を含むいくつかの独自の生態系サービスを提供しており、[ 4 ]定期的にその構造を変化させる一連の自然および人為的撹乱に直面している。[ 5 ]
北方の針葉樹林の南に位置する[ 6 ]温帯落葉樹林は、北回帰線(23)と南北の間の土地の大部分を占めている。北緯23度以北の地域に加え、南回帰線以南の地域も含まれる。南緯 °S 度）。[ 7 ]カナダ、米国、中国、およびいくつかのヨーロッパ諸国は、温帯落葉樹林に覆われた最大の陸地面積を有しており、[ 7 ]南米、特にチリとアルゼンチンにはより小さな部分が存在する。[ 1 ]
温帯気候とは、極地と熱帯の間の地域で起こる、 4つの明確な季節のサイクルを指します。温帯落葉樹林が存在するこれらの地域では、暖気と寒気の循環が生物群系の特徴的な季節変動を引き起こします。 [ 8 ]
年間平均気温は 地域によって異なりますが、およそ10℃です。[ 8 ]樹冠による日陰のため、温帯落葉樹林の微気候は周囲よりも約2.1℃低くなる傾向がありますが、植生層による断熱効果により、森林内の 冬の気温は0.4～0.9℃高くなります。[ 9 ]
温帯落葉樹林では、年間降水量が約 750 ～ 1,500 ミリメートルです。[ 8 ]明確な雨季がないため、降水量は年間を通して比較的均等に分布しています。[ 1 ]冬季には、温帯落葉樹林の降水量の一部は雪です。木の枝は降雪量の最大 80% を遮り、最終的に森林の地面に到達して溶ける雪の量に影響を与えます。[ 10 ]
温帯落葉樹林の特徴の一つは、秋から冬への移行期に落葉することであり、これは日照不足と厳しい寒さへの適応として生じたものである。[ 1 ]これらの森林では、冬は植物の休眠期であり、[ 8 ]広葉落葉樹はエネルギーを節約し、水分の損失を防ぎ、多くの動物種は冬眠または渡りを行う。[ 1 ]冬の前には果実が実る秋があり、葉はクロロフィルの分解によってアントシアニン、カロテン、キサントフィル色素が生じ、赤、黄、オレンジなどさまざまな色に変化する。[ 1 ]
温帯落葉樹林は、特徴的な色鮮やかな秋と落葉の冬に加えて、春と夏の数ヶ月間に長い生育期があり、その期間は120日から250日にも及ぶ傾向がある。[ 6 ]温帯落葉樹林の春は、地表植生と季節の草本が成長する時期であり、このプロセスは樹木が葉を再生する前の季節の早い時期、十分な日光が得られる時期に始まる。春の中頃から後半にかけて適切な気温に達すると、背の高い落葉樹の芽吹きと開花も始まる。夏には、すべての樹木が完全に葉で覆われ、適度に密な樹冠が日陰を作り、森林地帯の湿度を高める。[ 1 ]
温帯落葉樹林の土壌の質には緯度による違いがあり、中央緯度の森林は北や南の森林よりも土壌生産性が高いが、[ 6 ]この生物群系の土壌は全体的に非常に肥沃である。[ 1 ]落葉樹から落ちた葉は森林の地面に腐植土をもたらし、土壌中の栄養分と有機物のレベルを高める。 [ 1 ]温帯落葉樹林の高い土壌生産性は、人間が利用する農地に転換されるリスクが高いことを意味する。[ 7 ]
温帯落葉樹林は、地域によって異なるさまざまな温帯落葉樹種によって特徴付けられます。[ 6 ]温帯落葉樹林に存在する樹種のほとんどは、秋に葉を落とす広葉樹ですが、[ 8 ]北部の温帯落葉樹林にはマツ（ Pinus ）などの針葉樹も存在します。[ 6 ]ヨーロッパの温帯落葉樹林は、コナラ属（Quercus）のオーク、ヨーロッパブナ（Fagus sylvatica）、シデ（Fagus grandifolia ）が豊富ですが、アジアの温帯落葉樹林は、カエデ属（ Acer ）のカエデ、さまざまなトネリコ属（Fraxinus）、シナノキ属（Tilia ）が多い傾向があります。アジアと同様に、北米の森林には、ヒッコリー（Carya）やアメリカグリ（Castanea dentata）に加えて、カエデ（特にAcer saccharum）やシナノキが生育している。 [ 6 ]南米の温帯落葉樹林には、ナンキョクブナ（Nothofagus）が広く分布している。ニレ（Ulmus）やヤナギ（Salix）も、世界の温帯落葉樹林に点在している。[ 1 ]温帯落葉樹林バイオームには多種多様な樹種が見られるが、個々の生態系における樹種の多様性は通常中程度で、1平方キロメートルあたりわずか3～4種の樹種しかない。[ 3 ]
ドーム状の樹冠を持つ古木の他に、光がほとんど透過しない樹冠を形成している低木[ 6 ] 、例えばマウンテンローレルやツツジなどの下層樹冠が存在する[ 8 ] 。35 ～40メートルの成熟した樹木の下の樹冠層に見られるこれらの他の植物種は、低照度条件に適応しているか、春半ばから秋半ばにかけて樹冠が形成される前に繁栄できるように季節的な成長スケジュールに従っている[ 6 ] 。コケ類や地衣類は地表の大部分を覆っているが、樹木にも生育しているのが見られる[ 1 ] 。
温帯落葉樹林には、特徴的な植物相に加えて、リス、ウサギ、スカンク、鳥類、ピューマ、ボブキャット、オオカミ、キツネ、クロクマなど、樹木やその他の植物を住処や資源として利用する多くの動物種が生息しています。[ 3 ]シカも多数生息していますが、シカは真の森林動物というよりは森林を荒らす動物です。シカの個体数が多いと、樹木の再生全体に悪影響を及ぼし、放牧は草本性顕花植物の数や種類にも大きな悪影響を及ぼします。シカの個体数が継続的に増加し、頂点捕食動物が殺されていることから、シカによる過放牧は今後も続くと考えられます。[ 11 ]
温帯落葉樹林は、供給、調節、支援、文化といった様々な生態系サービスを提供しています。[ 4 ]北方林よりも生物多様性が高い温帯落葉樹林は、日陰を必要とする様々な植物や動物種に生息地を提供するという支援サービスを提供することで、遺伝的多様性を維持しています。[ 7 ]これらの森林は、土壌侵食や洪水を防ぐことで大気や土壌の質を調節する役割を果たし、同時に土壌に炭素を貯蔵しています。 [ 12 ] [ 5 ]温帯落葉樹林が提供する供給サービスには、飲料水[ 13 ] 、酸素[ 14 ]、食料、木材、バイオマス[ 5 ]へのアクセスが含まれます。人間は、レクリエーションや精神的な実践の場として温帯落葉樹林を利用することで、文化サービスに依存しています。[ 4 ]
自然の撹乱は温帯落葉樹林の定期的な再生を引き起こし、構造と個体群が絶えず変化する健全で多様な環境を作り出します。[ 5 ]雪、嵐、風などの気象現象は、森林の樹冠の構造にさまざまな程度の変化をもたらし、倒木があった場所に小動物の丸太の生息地や日陰に弱い種が生育できる空間を作り出します。[ 6 ]温帯落葉樹林に対するその他の非生物的撹乱源には、干ばつ、湛水、火災などがあります。[ 15 ]自然の地表火災のパターンは、マツの繁殖において特に重要です。 [ 6 ]森林に影響を与える生物的要因は、マツクイムシやキクイムシの蔓延に加えて、真菌の発生という形をとります。[ 15 ]これらの甲虫は特に北米で蔓延しており、維管束組織を詰まらせることで木を枯らします。[ 14 ]温帯落葉樹林は、軽微な気象関連の撹乱に対しては回復力がある傾向があるが、大規模な昆虫の蔓延、広範囲にわたる人為的撹乱、壊滅的な気象現象は、100年にわたる遷移や、森林が永久に草原に変化する原因となる可能性がある。[ 6 ]
近年の気候変動に伴い、温帯落葉樹林では気温の上昇と乾燥の進行が指摘されている。[ 13 ]その結果、温帯落葉樹林では春の到来が早まり[ 16 ]、世界的に撹乱の頻度と強度が増加している。[ 5 ]大規模な山火事の増加、長期にわたる干ばつ、激しい嵐に直面し、生態系の回復力が低下している。 [ 17 ]嵐による撹乱の増加で損傷した木材は甲虫の営巣場所となり、同時にキクイムシによる被害も増加する。[ 15 ]継続的な深刻な撹乱により森林被覆が減少し、生息地の喪失と生物多様性の低下を引き起こす。[ 14 ]
人間は、木材産業だけでなく、紙[ 14 ]や木炭の生産[ 18 ]にも温帯落葉樹林の木材に依存している。伐採作業は、土壌を支える木の根が少なくなるため、高レベルの炭素を排出するだけでなく、侵食も引き起こす[ 14 ] 。ヨーロッパ人が北アメリカを植民地化していた時代には、木の灰から作られたカリが肥料としてヨーロッパに輸出された[ 19 ] 。この時代には、農業用地を確保するために元の温帯落葉樹林の皆伐も行われたため、現在存在する森林の多くは二次林である[ 1 ]。温帯落葉樹林の50%以上が断片化の影響を受けており[ 2 ]、畑や道路によって分断された小さな断片が生じている。これらの緑の島は、元の森林とは大きく異なることが多く[ 20 ]、種の移動に課題をもたらす。[ 6 ]整備された遊歩道システムを備えた半自然温帯落葉樹林は、ハイキングや狩猟などの観光やレクリエーション活動の場として利用されています。[ 14 ]森林の分断化に加えて、温帯落葉樹林に隣接する土地の人間の利用は、樹木の成長速度を阻害する可能性のある汚染と関連しています。 [ 6 ]在来種と競合し、森林の栄養循環を変化させる外来種、例えばセイヨウクロウメモドキ（Rhamnus cathartica）なども人間によって持ち込まれています。[ 21 ]特に外来病の導入は、森林の樹木、ひいては森林全体にとって脅威であり続けています。[ 22 ]人間は北米の落葉樹林にミミズも持ち込んでおり、これは生態系に深刻な影響を与え、生物多様性を低下させています。[ 23 ] [ 24 ]
過去に温帯落葉樹林の保全に用いられてきた方法の一つに、防火対策がある。火災を防ぐプロセスはバイオマスの蓄積と関連しており、最終的には偶発的な火災の激しさを増大させる。代替策として、計画的焼却が実施されている。これは、生物多様性の保全に重要な役割を果たす自然の撹乱を模倣するために、森林生態系に対して定期的に管理された火入れを行うものである。[ 7 ]森林破壊の影響に対処するために、植林が行われている。[ 15 ]
ウィキメディア・コモンズにある温帯落葉樹林に関するメディア