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植生と森林の階層構造

植生・優占種・相観の意味、森林の階層構造と林内の光の強さ、陽生植物と陰生植物(光補償点・光飽和点の違い)について、正しい記述を選べる

前提

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説明

ある場所に生えている植物の集まり全体を植生といい、植生の外から見たようす(森林か草原か荒原か、など)を相観といいます。森林の内部では、背の高さの違う植物が層をつくって重なっており(階層構造)、上の層ほど強い光を受け、下の層ほど光が弱くなります。この技能では、植生・優占種・相観の意味、森林の階層構造と林内の光の強さの関係、そして弱い光に強い陰生植物と強い光のもとでよく育つ陽生植物の違いを、光補償点・光飽和点と結びつけて理解し、正しい記述を選べるようになります。

なぜそうしてよいのか

植生の中で、地表をおおう面積(被度)が最も大きく、植生を特徴づけている種を優占種といいます。植生の相観は、主に優占種の姿で決まります。たとえば高木が優占していれば森林、草本が優占していれば草原に見えます。

発達した森林では、上から高木層・亜高木層・低木層・草本層・地表層(コケ植物などが生える層)と、高さの違う層が重なっています。高木の枝葉が連なった最上部を林冠、地表付近を林床といいます。光は上の層の葉に吸収・さえぎられながら下に届くので、林内の光の強さは下の層ほど弱くなり、林床では林冠の数 % 程度以下になることもあります。

この光の違いが、どこにどんな植物が育つかを決めます。前提の技能で学んだように、光の強さが光補償点より強いときだけ見かけの光合成速度が正になり、植物は有機物をたくわえて成長できます。陰生植物は呼吸速度が小さいので光補償点が低く、林床のような弱い光でも見かけの光合成速度を正に保てます。その代わり光飽和点も低く、強い光のもとでも光合成速度はあまり大きくなりません。陽生植物は呼吸速度が大きく光補償点が高いので弱い光では成長できませんが、光飽和点が高く、強い光のもとでは陰生植物より大きな光合成速度を示し、速く成長します。

手順

  1. 記述に出てくる用語(植生・優占種・相観・林冠・林床・階層・光補償点・光飽和点)が何を指すかを確かめる

  2. 階層構造について問われていれば、上から高木層・亜高木層・低木層・草本層・地表層の順で、下の層ほど光が弱いことと照らし合わせる

  3. 陽生植物と陰生植物の比較では、「陰生植物は呼吸速度・光補償点・光飽和点がいずれも低い」「陽生植物はいずれも高い」を基準にする

  4. 弱い光・強い光のもとでどちらが有利かは、光の強さが光補償点を超えるか、光飽和点に近いかで判断する

  5. 各選択肢について、正しい部分と誤った部分を区別し、すべてが正しいものを選ぶ

例題

森林の階層構造と植物の光合成に関する記述として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア 陰生植物は陽生植物に比べて、光補償点と光飽和点がともに高い。

イ 発達した森林では、林床に届く光の強さが、林冠での光の強さの数 % 程度にまで弱まることがある。

ウ 発達した森林の階層構造は、上から高木層・低木層・亜高木層・草本層・地表層の順に並んでいる。

エ 陽生植物は陰生植物に比べて呼吸速度が小さいので、弱い光のもとでも陰生植物より速く成長できる。

例題の解答

手順 1・2:階層は上から高木層・亜高木層・低木層・草本層・地表層の順で、光は上の層の葉にさえぎられながら届くため、下の層ほど弱くなる。ウは低木層と亜高木層の順序が逆なので誤り。イは、林床の光が林冠の数 % 程度まで弱まることがあるという内容で、下の層ほど光が弱いことと合っており正しい。

手順 3:陰生植物は呼吸速度・光補償点・光飽和点がいずれも低い。アは「ともに高い」としているので誤り。

手順 4:陽生植物は呼吸速度が大きく光補償点が高いため、弱い光のもとでは見かけの光合成速度が小さく(光補償点より弱ければ負に)なり、陰生植物より速く成長することはできない。エは呼吸速度の大小も、弱い光での有利不利も逆なので誤り。

手順 5:すべてが正しい記述はイである。

答え:

イ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能の次に学べること