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(露崎担当分 2018年8月16日更新) [ 日本語 | English ]

野外実習 (field trips)






有珠山 / サロベツ泥炭採掘跡
1986年, 2006年の有珠山火口原. ワタスゲ・エゾカンゾウ

[ 生命環境野外実習 | 天塩実習 | ワシントン大学生態学実習 | レポート例 ]

→ 野外生物学 (field biology)

野外科学 (field science)

野外科学の方法 (Jeffers 1978)
  1. 問題提起
  2. データ集積
  3. 仮説公式化
  4. 仮説検定
  5. 資料解読
  6. 問題解決
最初に提起された問題に対しての目的の違いが無限解決型の問題、有限解決型の問題という違いに表れる。現在では無限解決型の問題が増えている。
方法 (Muller-Dombois & Ellenberg 1974)
これらの基本的なものに加えて精練された調査法確立が必要
  1. カメラ camera /野帳 notebook → 記載(野外)生態学 (descriptive ecology / field ecology)
  2. 歴史的文書 historical documents / 写真 photographs → 生態学的情報を残すことを意識して調査
  3. 多変量的アプローチ multivariate approaches

    序列化 ordination, クラスター分析 cluster, 多様性 diversity, 環境勾配分析 gradient analysis, etc.
    外挿 extrapolation: 数値既知の区間から(未知の区間の数値を)推定すること

    • 遷移系列の構築には最も重要な場合もある

  4. モデル化 modeling → システム生態学(Odum 1971)

    決定因子 deterministic
    確率的 stochastic
    模擬実験 simulation
    個体群動態 population dynamics
    マルコフ Markovian
    遷移モデル transition model

    コンパートメントモデル compartment model (Bledsoe & van Dyne 1971)
    コンポーネントモデル experimental component model (e.g., JABOWA by Botkin 1972)

  5. 実験 experiments → 実験生態学 experimental ecology
野帳記載 description
調査項目をある程度記入済の野帳を作成しておくと便利

Ex. コード record number、日付 date、位置 location、調査区面積 plot size (km², ha, m²)、概観 concept、標高 altitude、方位 slope direction、傾斜角 slope gradient、地形 topography (ridge or valley, etc.)、人為干渉 natural, semi-natural or artificial、階層 strata

上記はよく調査される項目例: [重要] 目的に合わせて取捨選択 Ex. 生育ステージ
全てを網羅し記載する事は不可能だが、調査に基づき確実に述べられる結果を得ることが肝要
未同定植物は採集し対応符号をつけて持ち帰り同定しリスト作成

 教室では学ぶことのできないことを、野外において学ぶことを目的として行われる教育の一形態を指す。体験学習なども含めた意味で用いることもある。
 生態学分類学など野外を中心に行う研究分野では、野外実習において野外調査や「自然を見る目」の基礎を習得するために重要である。
Trip1 Trip2
Trip3 Trip4
[1] 統合環境調査法実習での魚類調査 (2008年6月11日. [2] フィールド体験研修「海と湖と火山と森林の自然」での有珠山登山 (2008年9月4日). [3] 生物野外実習における植生調査 (2000年7月15日). [4] 北大エコキャンパスの自然 - 植物学入門 (エコパン).

生命環境野外実習 (旧, 生物野外実習)


[ 概要 | 予定 (評価)| 準備 | 実習中の注意 | 参考文献 ]

概要


 理科教育は、新しい知識を次々と与えることよりも、むしろ自然を探求する過程を通して科学の方法や基本的知識を見につけさせ、正しい自然観を育成することの大切さが強調されつつある。1998年12月改訂の 学習指導要領 (1)でも、「小学校、中学校、高等学校を通じて、児童生徒が知的好奇心や探求心をもって、自然に親しみ、目的意識をもって観察、実験を行うことにより、科学的に調べる能力や態度を育てるとともに、科学的な見方や考え方を養うことができるようにする」ことが求められ、そのための自然体験や身近な自然環境を利用した実験・観察が重視されている。植物群集動態に関する実習を行なうことは、学習指導要領の本方針の具体化という点でも、また、植物群落に関する高等学校生物の教科内容の理解を助けるという点においても、有効なものと考えられる。

(1) 1998(平成10)年 新学習指導要領のこと

 これらの観点から、

火山実習

 駒ヶ岳において火山噴火後に植物群集が、どのように時間的、空間的に変化しているかを、まず、野外において自身で測定することで方法を体得し、解析を行い視覚的に理解することを目的として行う。

海浜実習

 汀線からの距離に沿い土壌移動撹乱と塩分ストレスの勾配が生じている海浜を用い、自身で測定することで、各種の環境適応様式と群集構造の変化を把握し、解析を通じてより視覚的に理解することを目的に行う。

20001 20002
[1] 海浜における植物地下部観察のため、地下茎や根を傷つけないように掘り取っているところ(2008年8月4日)。
[2] 海浜植生調査の光景。函館山の見える日は、気分は良いが、日焼けに要注意! (2008年8月5日)

内容


2008-2010年

 北斗市東久根別海岸における海浜植生のゾーネーションを材料に行う。
 予習・準備等は、駒ヶ岳実習に順ずるので、参考文献(複写 P)をよく読み、予習しておくこと。

日程
内容
1日目
午前
海浜植物の堀り取りによる地下部構造の測定
(テンキグサ・コウボウムギ・ハマボウフウ・シロヨモギ・ハマニガナ・ハマヒルガオ・オニハマダイコン)
午後 地下部構造の観察および測定をもとにレポート作成
2日目
午前 汀線からの距離に応じた植生調査 (各班 20-25 mのラインを2本)
午後 データ整理・解析(類似度等)・グラフ化
3日目
午前 観察・測定をもとにレポート作成
東久根別海岸フローラリスト

1997-2001年, 2004-2005年

 天候等により変更あり。遅刻厳禁(自分を含め)

パターン 1 (方形区調査)パターン 2 (毎木調査)
午前午後午前午後
1日目
ガイダンス後、直ちに出発山麓部プロットガイダンス後、直ちに出発毎木調査プロット
2日目
山頂部プロット 火口等見学(随時)山頂部プロット*毎木調査プロット 山頂で昼・火口等見学毎木調査プロット
3日目
レポートレポート

* 時間があれば温泉(チャップリン館) - 確率低い

 レポート作成には、繰り返し計算が結構あるので、コンピュータを使用したい。2004年実習は、コンピュータなしでのレポート作成は不可能だった。

評価

実習参加への積極性およびレポートによって総合的に成績を評価する。
2001年の実習参加者は、2日目から皆なで相談してレポート準備をしていたらしい… 偉い!

2000
2000年実習風景(00/07/15)。曇り
の日だと、このように快適だが … 毎
回こうとは限らない

準備

個人装備
  • 野帳(フィールドノート)・筆記用具: 植物名は書かないと覚えない。気付いたらなんでもメモすることは実験同様に大切なこと。
  • 雨具・防寒具: 天候は変わりやすく たとえ快晴の日でも準備すること - 夏でもセータ等が欲しい時がある。傘では手がふさがり転んだ時などに危険でありノートもとりづらい。傘は、強風下では全く役に立たない。100円ショップのものでも良いから 合羽 (レインコートともいう)を用意した方がよい(ただし、100円ショップのものは1度で使えなくなることを覚悟する)。秋の実習では、防寒具 も必須である。
  • 飲料水: 快晴の日は、命の源。500 mlでは足りないことは経験済み。
  • 弁当(昼食): 入山前に(Lで始まる)コンビニよるが、商品に不満がある人や特別ドリンクのある人は事前に用意する。海浜の実習では歩いて5分のところにコンビニがあるので心配はない。
以下のものは、自己判断により準備。
  • リュックサック: 全用具が入る大きさなら、どのようなものでも構わないが、やはり手提げ鞄よりは両手が使えるだけ便利である。
  • カメラ を持っている人は、持って行くといい思い出がとれるでしょう。
  • 日焼けに弱い人や日焼けが嫌いな人は 日焼け止めクリームや日除け帽などは必携である。2008年の海浜の実習では、日焼けによる被害者が続発した。
  • 軍手は、カラマツの枝にぶつかるとか転んで軽石で、手を怪我しそうだとか思う人は準備する。
  • 山頂でも使える 携帯電話 を持っている人は、携行し、それを持っていることを担当教官まで伝えて欲しい。携帯電話を嫌いな人間が書くことではないが。
教室準備: 実習に際して、教室で準備しておく。

実習中の 注意


安全マニュアル

海浜での注意
 悲しいことだが、多くの海浜では、ガラスの破片などのゴミが埋もれているため、素足・素手で作業するのは危険である。足は、長靴がベスト。根系( root system )調査の時には、素手で砂を掘らないよう、スコップ・シャベル・軍手を上手に使おう。
山での注意
 服装は、山歩きができるようなものを! 特には大事なポイント。雨の日は登山道がよく滑るので怪我のないよう!
航空写真  駒ヶ岳に入ると、トイレがない。入山前前に寄っておいた方がよい! 2001年には、そのような理由で登山道を駆け降りて行った学生がいたが、危険である。
 山のエチケットとして、ゴミは持ちかえろう。
 季節によっては、ハチ(蜂)の巣に注意しよう。

1996年,天塩地方演習林実習 植物生態学関係(データ整理と報告作成のための資料)

天塩実習(1996年) メモ


植物生態関係で行った実習は,(1)昨年,方形区法により設置されたふたつの森林調査プロット(20 x 20 m)の再調査:初日(全員),(2)ライン法による森林植生の構造と倒木上更新樹の調査:二日目(甲山・大西・相場),(3)方形区法によるスキー場の植生調査:二日目(露崎・清野),(4)川原の蛇紋岩植生観察:三日目(全員)だった。(1)と(2)では調査地や調査内容で班分けしてデータを集積するなどしたので,各自,配付されるデータに沿って,全体構造を把握して実習報告をまとめること
各項目の整理の参考を以下にまとめる
1. 方形区法による森林調査
エゾマツ・トドマツ林と蛇紋岩上のアカエゾマツ林の両プロットで,樹種と胸高周囲長,樹高(一部の個体)が記録されているので,2つの森林相の対比分析を行う。単位面積あたりの各種の存在率は,個体数と幹断面積合計の面積比で表すのが一般的である。さらに,各種個体群の再生状態を推察するためには,サイズ分布(周囲長の頻度分布)を示すことも重要である。幹断面積合計値は,幹断面積が円であると仮定して周囲長から算出しなさい
2. ライン法による森林調査
エゾマツ・トドマツ林でおこなったこの調査では,ライン(ベルト)に沿った樹木と草本相の調査とともに,倒木更新(倒木上に選択的に再生する過程)の調査として,サンプリングした倒木について,腐朽度を土壌硬度計で測定するとともに,倒木上に定着している針葉樹2種のサイズ(樹高,直径など)と樹齢,近年成長速度を記録した。倒木単位面積あたりの更新樹密度や,倒木内でどの程度,種組成・サイズ・年齢がそろっているかがわかるような整理を試みなさい
3. スキー場
[目的] 日本におけるスキー場は一般に森林であるところに作られる。したがって、スキー場造成は、まず森林伐採を行い、その後にゲレンデとして適当な地形とするために、大型機械(ブルドーザー等)を用いて斜面後形改変を行い造成する。その後に、斜面土壌侵食防止のために植物の播種を行う。土壌は地表改変のために貧弱であり、さらに地表面をはぎ取られているため埋土種子等はほとんどない。さらに、人工播種のために遷移のスタートは、人工的な多年性草本から始まる。その結果、スキー場斜面には、自然植生には見られない特殊な植生が発達し、またその遷移系列も不明な点が多い
本実習では、スキー場斜面草本植生を対象に、一般的草本植生調査法を学び、さらにスキー場植生の特性を理解することを主な目的として行う
[方法] スキー場斜面において、一般的な植生調査を行う。合わせて、植生発達に関与すると思われる環境要因(標高、斜面傾斜・方位、土壌硬度、林縁からの距離)を測定する。
[解析] データを素表にまとめ、出現種の頻度・平均被度等を算出し、全体の傾向を把握する。個々のプロットにおける出現種と環境間の関係を図化し、測定した環境要因とそれに対応した個々の種の応答パターンをみる。等々のことを行ってみる。ただし、今回の実習ではプロット数が少なく、明瞭な種―環境関係は得られないことが予想されるので、無理のない程度に分析する。
[考察] 以上の結果をもとに、結果を考察せよ
倒木更新の調査
天塩演習林のようなササが林床に繁茂した森林では,更新(後継樹の定着・成長)はササのない倒木上とか,あるいは1回繁殖型のササが一斉枯死したタイミングでしかうまく進まない。したがって,エゾマツなど,倒木更新に適応した生活を営むことになる。倒木の分布は時間的・空間的に変化する。定着に適した腐朽度もある。森林のダイナミクスの理解には,樹種ごとに,どのように倒木を利用するか,それによって森林構造が決定されるのかを,広い範囲で調査することが重要になってくる。
[更新サイトとしての倒木密度]
測量し決めたラインに沿い両側数m-10 m(見通せる距離)の幅でベルト調査をする。ベルト内に中心とおぼしき位置がかかった倒木をサンプリング単位とする
[倒木ごとの調査項目]

ベルトトランセクト上の位置
わかれば樹種
腐朽度(硬度計で10点位を測定)
倒壊年の推定(近くに針葉樹の稚樹などがあれば,倒木ギャップができて成長が好転した時期が,年枝成長の追跡から推定可能/あるいは成長錐による年輪コアサンプルから推定)
マウンド(根返倒木でできた根プレートが作る堆積)も倒木同様に別途調べる

[倒木周辺の植生調査]

樹種,サイズ(更新樹の調査に準じるが,最低限胸高周囲長)
倒木中心からの距離(最大8 mまで?)

[倒木上の更新樹の調査項目]

倒木上のすべての稚樹について,
樹高,幹の一割周囲長(樹高の1/10高での周囲長)
(あれば)胸高周囲長(胸高 = 130 cm)
枝下高(最下枝の高さ)
年枝から推定した最近5年間の樹高成長,わかれば最下枝齢と樹齢

蛇紋岩帯の特性
蛇紋岩地帯は一般に貧栄養で特殊な生育形を持つ植物が生息することが多い。手塩演習林付近では蛇紋岩の分布がある程度はっきりしている。そこで、同種植物が蛇紋岩地帯(A)およびそうでないところ(B)で生育形がどのように異なるかを調査・分析する

方形区設定(A, Bに1 m × 1 mの調査区をそれぞれ班数分)
調査項目

個体数・被度 各個体の葉数、高さ、花形成数


交通費
学生団体割引を利用した場合, 往復で一人8,000円程度(札幌~天塩中川:急行で往復の場合), 宿泊費,食費:4泊5日で9,000円程度

野外調査道具 (Field equipment)

必要な道具
腐食性甲虫採集用トラップ(2リットルポリ瓶16個; 100 CCポリ瓶16個), 金網(8枚), ペグ(40本程度), 皿(16枚), エチレングリコール(3.2リットル), スコップ(4), 固定用100CCポリ瓶(100個), ホワイトペんてる(25), ブリキ打ち抜き缶(10), 木槌(3), ポリ袋(大: 100), FAA固定液(1リットル), ピンセット(大、小), 根掘, 捕虫網
50 mメジャー(2), 30 mメジャー(2), 輪尺(2), 樹高メーター(ブルメライス)(2), 測高ポール(2), 巻き尺(円周)(2), 金巻き尺(1), 折り尺(2),杭(80), ビニール紐(500 m)(1), プラスチックハンマー(1), ナンバーテープ(2), ガンタッカー(2), タッカーの針(1), コンベックス(10+α), ピンク・テープ(2), アクリルの板(4), ポケット・コンパス, 植物図鑑, ビニール袋, 新聞紙
上記の道具はこちらで準備し, 演習林に送っておきます。また、かけすての保険(厚岸実習と同じもので構わない。生協会館店3階にて手続き可能)に入っておくこと。 個人の持ち物:筆記用具,野帳、着替え,防寒具,雨具,保険証,長靴(あった方が便利)などなど
日程 (1996年実習内容をもとに作成)
  • 8月26日(月) 16:00
    天塩中川駅前集合(演習林のバスで天慶演習林まで移動)
    宿舎に移動(天塩演習林内)
    実習ガイダンスなど
  • 8月27日(火) 9:30-
    腐食性甲虫採集用のトラップ設置・個体数推定のための捕獲, マーキング(1回目)
    訪化性昆虫の採集, 固定
    植物生態学実習: 調査プロット(20 m × 20 m)での毎本調査及び植生調査(複数の場所で行う)
  • 8月28日(水) 9:30-
    個体数推定のための捕獲,マーキング(2回目)・訪化性昆虫の採集, 固定
    植物生態学実習:調査プロット(20 m × 20 m)での毎本調査及び植生調査(複数の場所で行う)
  • 8月29日(木) 9:30-
    個体数推定のための捕獲(3回目), テータ集計
    演習林内エクスカーション
  • 8月30目(金) 9:30-
    腐食性甲虫採集用トラップの回収・土壌動物の定量採集
    昼頃出発札幌へ 19:00~
    サンプルの整理、実習用品の後片付け(S-205Aにて)
  • 9月2日(月)-4日(水) 10:00-
    サンプルの同定・採集データの整理

参考 (references)


露崎・長谷(2000)は、実習の具体的内容を説明したものなので、実習前に一読し不明の点を明らかにしておくこと。参考文献は必ずしも購入する必要のあるものではないが、あれば実習の助けになるので、興味のある学生には購入(複写)を薦める

実習関連 分類学・生態学 参考書

  • 小林四郎. 1995. 生物群集の多変量解析. 蒼樹書房, 東京. pp. 194. [レポート作成時の手法について解説]
  • 鮫島淳一郎・辻井達一・梅沢俊. 1985. 新版 北海道の花. 北海道大学図書刊行会, 札幌. pp. 359 [野外において植物確認に使用]

駒ヶ岳における生態学研究文献

露崎による関連文献はこちら (→ 英文, → 和文)

著者: 赤坂宗光(Akasaka M), 近藤才寛(Kondo T), 西秀雄(Nishi H), Titus JH, ,露崎史朗(Tsuyuzaki S), 上坂尚平(Uesaka S)

  • Yoshioka, K. 1966. Development and recovery of vegetation since the 1929 eruption of Mt. Komagatake, Hokkaido, Ecological Review, Sendai 16: 271-292
  • Yoshioka, K. 1974. Volcanic vegetation, pp.237-267. In: The Flora and vegetation in Japan, ed. Numata, M. Kodansha, Tokyo. [駒ヶ岳の1929年噴火後の記録]

関連ページ

パッチ

駒ヶ岳・生態学卒業論文

指導教官 長谷 昭 [北海道教育大学教育学部函館校 生物学教室 ]

  • 木村裕樹. 2001. 標高傾度に対応した樹木の成長と開葉特性及び光合成特性の関係
  • 新沼寛子. 2000. 駒ヶ岳の植物の菌根共生と環境適応機構
  • 花田安司. 2000. 駒ヶ岳におけるカラマツおよび落葉広葉樹数種の光合成特性と環境適応
  • 大澤由明. 1988. 駒ヶ岳におけるカラマツ実生成長とマイクロハビタットの関係
  • 加藤文子. 1988. 駒ヶ岳におけるカラマツ実生の定着様式
  • 平野高志. 1988. 駒ヶ岳における低木パッチのサイズと種多様性の関係について
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