植物群落の平均寿命について

質問

高校生物の範囲の話なのですが、植物群落についてお聞ききしたくて寄るさせていただきました。さっそくなのですが、生体量を純生産量で割った値が生育している植物の平均寿命になるというのがさっぱり理解できません。よろしくお願いします。

回答No.1

wan-wan · ベストアンサー

直感的にはわかりにくいですよね。
以下のように順番に考えてみるとわかりますよ。

まず生体量というのは植物群落全体の重さです。
この生体量には、(1)今年新しく増えた量と、
(2)今年死んでいく量、そして(3)去年から残っている量の
３つが含まれています。

生体量＝（増加量　＋　去年から残っている量）　－　枯死量　

植物群落が安定した状態ならば、増加量＝枯死量になっています。

イメージ的には、大きな樹でいうと、
増加量＝春にできた葉、枯死量＝秋に枯れる葉、
去年から残っている量＝樹の幹、といった感じです。
（ホントは枝とか幹とかも増えますけどここでは省きます）

次に純生産ですが、
これは純生産＝総生産量－呼吸量ということで、
その年に光合成で稼いだエネルギー全部から、
呼吸で使ってしまったエネルギーをマイナスした値、
つまり、実際手元に残ったエネルギーの量です。

この手元に残ったエネルギーは植物が成長するのに使われます。
つまりどうなるか…というと、その年の増加量になるんですね。
上の式に出てきた増加量のことです！

さて今まで出てきたものを全部使って考えてみましょう。
例）
生体量（２００kg）
　　＝［増加量（５０kg）＋去年から残っている量（２００kg）］
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　－枯死量（５０kg）

増加量＝純生産量なので、１年あたり５０kgの純生産があることになります。
そうすると、毎年５０kgが増加して、５０kgが枯死していくことになります。
つまり、生体量は毎年５０kgずつ新しく入れ替わることになりますね。
つまり、全部で２００kgが毎年５０kgずつ入れ替わると４年間で
すべてが１回入れ替わる計算になります。
２００kg ÷　５０kg　＝　４年

すべてが１回入れ替わる…ということは、
つまりある植物（または植物群落）が１世代交代するのと
同じ意味になります。

だから、生体量　÷　純生産（その年の増加量と同じ意味）は
植物群落の寿命を意味しています。
これで大丈夫でしょうか？

お礼

wan-wanさんお返事どうもありがとうございます。とてもわかりやすくて感謝感激です！！スラスラと頭に入ってきました！！ほとんど理解できたのですが、最後のあたりで少し疑問があるのでおたずねしてもよろしいでしょうか。

＞だから、生体量　÷　純生産（その年の増加量と同じ意味）は植物群落の寿命を意味しています。

４年で一回入れ替わるというのは分かるのですが、それが植物群落全体の寿命になるというところがピンときません。４年で入れ替わってもその木（群落）はまだ生きているわけですよね。なのに寿命とはどういうことでしょうか。よろしくお願いします。

回答No.2

wan-wan

こんにちわ。補足いたします。

ここでの「植物群落の寿命」の意味するところは、
ある日なにもない所になにかの植物がうまれてから、
すべてが枯死していなくなってしまうまで…
ではありません。
そんなことを言ったら、森林の寿命は…何億年だろう…？
ってことになっちゃいますよね。
だから、「植物群落の寿命」とは、
質問に書いてある「植物全体の平均寿命」と
同じことだと思ってください。

ちょっと頭を切り替えて、人間におきかえて考えてみましょう。
日本の現在の平均寿命は…70歳くらいでしたっけ？
それを使ってみます。

ある日、なにもないところに2人の人間が生まれました。
（あくまでイメージです。なにもなければ生まれません（笑）。）
毎年2人ずつ生まれていくとすると、
1年目は2人、2年目は4人、3年目は6人…というふうに
どんどん村人は増えていきます。
70年目には2人×70年＝140人に増えていますね。
そして71年目にも2人増えますが、もし70歳が寿命だとすると、
一番最初の年に生まれた2人は死んでしまうことになります。
同じように72年目にも2人生まれ、2人死にます。
そして71年目以降は村人はずっと140人のままです。

ある時に村人の平均寿命を調査することにしました。
調査は村人がすでに140人になって人口が安定した後に行います。
調査をする人には村人の寿命はわかっていないものとします。
しかし、そこにいた村人数は140人、
そして毎年2人ずつ生まれることだけはわかっています。

そうすると、さっきの計算を逆算する方法で
寿命がわかります。
140人（今いる村人数）÷2人（毎年の出生数）＝70年（平均寿命）
安定した人口を保っていれば、
村人の数140人と出生数（または死亡数）2人は変わりません。

村人は全員死んでしまったわけではなくまだ生きていますが（笑）、
毎年2人ずつ入れ替わっています。
そして村人は70年に1回入れ替わる計算になります。
だから70歳が平均寿命になります。

これは植物群落の寿命の計算におきかえると、、
今いる村人数＝生体量、出生数＝増加量になります。
4年で1回入れかわる時には、その4年が平均寿命になります。

またわかりにくかったらどうしよう…。
これでわかっていただけたでしょうか？

ところで、1つだけ気をつけて欲しいことがあります。
植物群落は寿命が長いものから短いものまで
様々な植物で構成されています。
だから、森林の植物群落で平均寿命が100年だったとしても、
すべての木の寿命が100年なわけではありません。
森林にだって寿命1年で死んでしまう草から、
数百年生きている大樹まであります。
この平均寿命の指標はあくまで平均であることに注意してください。

お礼

wan-wanさんふたたびお返事していただいてどうもありがとうございます。人間に例えていただいてすごくわかりやすかったです！平均寿命の意味するところがやっとわかりました！なるほど、細胞周期と同じような考え方なんですね。どうもありがとうございました！！