植生と土壌

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UNIT 03
世界の気候
LESSON 12

植生と土壌気候によって、植生と土壌はどのように変わるのだろう?

植生は気温と降水量から、土壌の肥沃度と色は腐植の量から整理できます。熱帯雨林からツンドラまでの植生、黒土・ラトソル・ポドゾルなどの成帯土壌、レグールやテラロッサなどの間帯土壌を、丸暗記に頼らず原理から順に解説します。

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この記事でわかること

  • 気温と降水量をもとに、気候区ごとの植生の高さ・種類・密度の違いを説明できる
  • 気候ごとの土壌の肥沃度と色の違いを腐植の量から、pHの違いを雨水と塩類から説明できる
  • 成帯土壌と間帯土壌の違いと、レグール・テラロッサ・テラローシャ・レスの分布や農作物を説明できる

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動画:植生と土壌

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今回は、「植生と土壌の特徴が覚えられない!」という悩みに答えます。この分野は苦手意識を持っている高校生も多く、丸暗記になりがちです。「ラトソルは赤!ポドゾルは……何だっけ?」とならないように、どうしてそうなるのかを原理原則から解説します。

記事は大きく3つのパートに分かれており、気候と植生、気候と土壌、成帯土壌と間帯土壌の順に進みます。なお、今回は全体像を意識して解説するので、一つひとつの植生や土壌の詳しい説明は、前回までのA気候からE気候までのレッスンもあわせて確認してください。

気候と植生

まずは、気候と植生との関係です。植生とは、ある地域を覆っている植物の集まりのことです。ケッペンの気候区分は、そもそもこの植生をもとに考えられました。そのため、気候と植生には、はっきりしたつながりがあります。

気候と植生の関係を表すモデル

次のようなモデルをイメージしてください。横軸は気温と降水量です。縦軸は、その場所の植生の背の高さ、植物の種類、植物の密度を表します。

植物は光合成で育ち、光合成は気温が高いほど、降水量が多いほどしやすくなります。そのため、図の右側ほど植物はぐんぐん育ちます。植生の高さは高く、植物の種類は多く、密度も高くなる傾向が見られます。

「植生:そこを覆う植物の集まり → ケッペンの気候区分と植生には密接な関係」の文の下に、横軸を気温(低→高)と降水量(少→多)、縦軸を高さ・密度・種類としたグラフがあり、右上がりの太い赤い矢印と、右端を指す「光合成に有利」の吹き出しが描かれている。
赤い矢印は右上がり。「光合成に有利」な右端に近づくほど、植生は高く、密に、種類も多くなる

気温と降水量で植生を整理する

このモデルをイメージしながら、植生を整理しましょう。ここでは、気候と植生をそれぞれ1つの四角にまとめて考えます。2つの四角は、どちらも縦軸が気温、横軸が降水量を表しています。

四角の上のほうは気温が低く、下に行くほど気温が高くなります。左のほうは乾燥していて、右に行くほど降水量が多くなります。つまり、右下ほど気温が高く、降水量も多いということです。先ほどのモデルと合わせて考えると、右下に近い植生ほど、大きく、種類が多く、密度も高くなる傾向があります。

縦軸が気温(上が寒冷、下が温暖)、横軸が降水量(左が乾燥、右が湿潤)の四角い枠が、上に【気候】、下に【植生】として並んでいる。植生の枠には右下へ向かう赤い矢印があり、「気温高・降水量多」「高さ:高い 密度:高い 種類:多い」と記されている。右端に気候と植生の関係のグラフが小さく添えられている。
上の四角が気候、下の四角が植生で、同じ位置のマスどうしが対応する。赤い矢印の先が、気温が高く降水量も多い右下

熱帯の植生(熱帯雨林とサバナ)

では、一番右下は具体的にどこにあたるのでしょうか。気温が高いので気候は熱帯で、その中でも降水量の多い熱帯雨林気候(Af気候)です。植生は名前のとおり熱帯雨林です。1年中蒸し暑いため、植物はどんどん成長して背が高くなります。いろいろな植物が、うっそうと生い茂ります。

四角の右下のマスに、気候の側は「Af 熱帯雨林気候」、植生の側は「熱帯雨林」が赤色で入っている。中央に「熱帯雨林気候(Af)の植生 熱帯雨林」の見出しと、背の高い木々が重なり合って茂る森の写真があり、「樹高が高く、多種多様な植物が鬱蒼と生い茂る。」と添えられている。
熱帯雨林(Af気候)。高さも葉の形も違う植物が、斜面を埋めつくすように重なり合っている

その左隣は、気温は高いものの、降水量が少し減る場所です。雨季と乾季が分かれる熱帯のサバナ気候(Aw気候)にあたり、植生の名前もサバナです。乾季には植物どうしで水の取り合いになるため、密度はまばらで、背の低い樹木が生える植生になります。

四角のAfの左隣のマスに、気候の側は「Aw サバナ気候」、植生の側は「サバナ」が入っている。中央に「サバナ気候(Aw)の植生 サバナ」の見出しと、まばらに生えた低木の間に2頭のキリンが立つ写真があり、「低木がまばらに生える。雨季には草原。乾季には草が枯れ、樹木は落葉する。」と添えられている。
サバナ(Aw気候)。木と木の間があいて赤茶色の地面がのぞき、木の高さはキリンの背丈ほどしかない

温帯の植生(温帯林)

今度は、熱帯の上に移ります。降水はあるものの気温が少し下がる場所で、気候は温帯(C気候)です。植生は、まとめて温帯林といいます。

温帯林にはさまざまなタイプの樹木があります。比較的暖かい場所では、冬でも葉を落とさない常緑広葉樹が多くなります。寒い場所では、冬に葉を落とす落葉樹や、葉が針のようにとがった針葉樹が増えていきます。これらの樹木が混ざった植生を、混合林あるいは混交林とよびます。

気候区ごとに整理します。地中海性気候(Cs気候)では、夏の乾燥に耐えられるように、小さくて硬い葉を持った常緑広葉樹が育ちます。この植生は硬葉樹林とよばれ、代表例はオリーブやコルクガシなどです。

四角のAw・Afの上のマスに、気候の側は「C 温帯」、植生の側は「温帯林」が黄緑色で入っている。右に「温帯(C気候)の植生 温帯林」の見出しと、寒冷から温暖の順に「落葉広葉樹・針葉樹」「混合林(混交林)」「常緑広葉樹」を並べた枠、「地中海性気候(Cs):硬葉樹林」の行、「硬葉樹の例(オリーブ)」として実のついたオリーブの枝の写真がある。
枠の中は、寒冷な側が落葉広葉樹・針葉樹、温暖な側が常緑広葉樹。写真のオリーブは、細長くて小さな葉をつけている

冬に乾燥する温暖冬季少雨気候(Cw気候)は、C気候の中では緯度が低くて暖かい場所に分布します。そのため、葉がテカテカした常緑広葉樹が育ちます。この植生を照葉樹林とよびます。代表例はシイ、カシ、クスノキなどで、秋にどんぐりが拾えるようなイメージの木です。

シイやカシなら、秋にどんぐりを拾ったことがあります。あれが照葉樹林の木だったんですね。

Kiri
Kiri

身近な木と結びつくと忘れにくいよね。次に見かけたら、葉がテカテカしているか確かめてみて。

西岸海洋性気候(Cfb気候)は、緯度が高くて気温が低い気候です。そのため、冬には葉を落とす落葉広葉樹が育ち、特にブナの木が代表です。

最後に温暖湿潤気候(Cfa気候)では、常緑広葉樹、落葉広葉樹、針葉樹の混ざった混合林(混交林)になります。

温帯林の説明に「(Cs):硬葉樹林」「(Cw):照葉樹林」「(Cfb):落葉広葉樹林」「温暖湿潤気候(Cfa):混合林(混交林)」の4行が並んでいる。左に「日本で見られる混合林(混交林)の例」として、田畑の奥に丸みのある木と濃い緑のとがった木が入りまじる山の写真が重なり、上の3行は気候区名の左側が写真に隠れている。
右の4行で、気候区の記号(Cs・Cw・Cfb・Cfa)と温帯林の種類の対応を確かめられる。写真の山には、形も色合いも違う木が入りまじっている

乾燥帯の植生(ステップと砂漠)

続いて四角の左側に移ると、降水量が少ない乾燥帯に入ります。まずはステップ気候(BS気候)で、植生の名前もステップです。木は生えませんが、短い雨季に草が生えて草原が広がります。

一番左側は、まったく雨の降らない砂漠気候(BW気候)です。植物はほとんど生えず、植生もそのまま砂漠といいます。

四角の左側の縦長のマスに、気候の側は「BW 砂漠気候」「BS ステップ気候」、植生の側は「砂漠」「ステップ」が入っている。右に「ステップ気候(BS)の植生 ステップの例(モンゴル)」として一面に草が広がる平原の写真、「砂漠気候(BW)の植生 砂漠の例(ナミブ砂漠)」として砂丘の写真が並んでいる。
ステップの写真には草だけが広がって木が見えず、砂漠の写真には砂丘が続いて草もほとんど見えない

亜寒帯・寒帯の植生(タイガとツンドラ)

そして、四角の上のほうに移ると気温が低くなり、亜寒帯(D気候)になります。D気候には、タイガとよばれる広大な森林が広がります。冬の寒さに耐えられる、ごく少数の種類の針葉樹だけで構成された森林です。

四角のBW・BS・Cの上にある横長のマスに、気候の側は「D 亜寒帯」、植生の側は「タイガ」が紫色で入っている。右に「亜寒帯(D気候)の植生 タイガ」の見出しと、雪をかぶった針葉樹が山の斜面まで一面に続く写真があり、「単一樹種の針葉樹林帯」と添えられている。
タイガ(D気候)。同じ形のとがった木が、手前から奥の山の斜面まで途切れずに続いている

その上は寒帯(E気候)で、気温が低いため木は生えず、植物の高さも低くなります。ツンドラ気候(ET気候)では、夏に地面の雪や氷がとけ、そこに地衣類やコケ類などが生えます。この植生をツンドラといいます。一番上の氷雪気候(EF気候)では、1年中雪と氷に覆われた永久氷雪が広がっています。

四角の最上段の2つのマスに、気候の側は「EF 氷雪気候」「ET ツンドラ気候」、植生の側は「永久氷雪」「ツンドラ」が入っている。右に「ツンドラ気候(ET)の植生 ツンドラ」として雪山を背にした水たまりの多い湿地の写真、「氷雪気候(EF)の植生 永久氷雪」として氷の崖の前にペンギンが並ぶ写真がある。
ツンドラの写真には地面をはうような背の低い植物しかなく、永久氷雪の写真には植物がまったく見えない

気候と土壌

続いては、気候と土壌の関係です。

土壌の肥沃度と色を決める腐植

土壌については、次のようなモデルをイメージしてみましょう。縦軸が土壌の肥沃度、横軸が気温と降水量です。植生とは違って山型の関係になり、気温も降水量も中間くらいのときに肥沃度は最も高く、栄養たっぷりの土壌になります。

横軸を気温(低→高)と降水量(少→多)、縦軸を土壌の肥沃度(=腐植の量)としたグラフに、茶色の山型の曲線が描かれている。頂上に「黒」の丸と「気温と降水量が中間くらいで肥沃度が高くなる」の吹き出し、左のすそに「微生物の働きが鈍い」「植物が育たない」、右のすそに「微生物が活発過ぎる」「雨で腐植が洗い流される」の注記があり、両端に「明」と記されている。
山の頂上は腐植が多くて黒い土、左右のすそは腐植が少なくて明るい色の土。すそに付いた4つの注記が、肥沃度が下がる理由にあたる

なぜ山型になるのでしょうか。土壌の肥沃度、つまり土の栄養は、腐植がどれだけ多くあるかで決まります。腐植とは、地面に落ちた動物や植物の死骸が、微生物によって分解されてできたものです。

ホームセンターの園芸コーナーでは、落ち葉を発酵させた黒っぽい肥料のような「腐葉土」が売られています。腐植は、あのようなものだと考えてください。

気温が低すぎると、微生物の働きが鈍くなって腐植が作られません。逆に気温が高すぎると、今度は微生物の働きが活発になりすぎます。すると、腐植がたまる前に動植物が分解されきって、なくなってしまうのです。

雨もバランスが大事です。雨が少なすぎて乾燥した場所では、そもそも植物が生えません。一方、土砂降りになるほど雨が多すぎると、作られた腐植が流されてしまいます。

このように、気温と降水量が両方ともほどほどの場所では、良い土ができます。

このモデルには、土壌の色も加えられます。腐植は黒いものなので、肥沃度の高い土は基本的に黒くなります。そして、腐植が少なくなって肥沃度が落ちると、黒い色が抜けて、別の明るい色になっていきます。

腐葉土なら、家の花壇で使ったことがあります。たしかに黒っぽい色でした。

Kiri
Kiri

いい経験だね。土の色を見たら腐植の量を思い浮かべる、という見方をこの先も使っていくよ。

最も肥沃な黒土

このモデルを、縦軸が気温、横軸が降水量の四角に当てはめて考えてみます。気温と降水量がほどほどの場所、つまり四角の真ん中あたりが、最も肥沃で最も黒い土になります。これにあたるのが黒土という土壌です。黒土は、BS気候からC気候の乾燥した地域にかけて分布します。

この黒土には、主な分布地域ごとに特別な名前がついています。ウクライナからロシアにかけての黒土はチェルノーゼム、北アメリカ中央部はプレーリー土、南アメリカのラプラタ川周辺はパンパ土などです。特にチェルノーゼムは、「世界一肥沃な土壌」「土壌の皇帝」ともよばれます。第二次世界大戦の際には、ドイツ軍がこの土を持って帰ろうとしたというエピソードも残されているほどです。

上の気候の四角はすべてのマスが埋まり、下の土壌の四角は中央やや左のマスに「黒土」が入っている。中央に「おもな黒土の分布」の世界地図があり、ウクライナからロシアにかけてを「チェルノーゼム」、北アメリカ中央部を「プレーリー」、南アメリカ南東部を「パンパ」として赤い丸で示している。チェルノーゼムには「別名『土壌の皇帝』」の注記が付き、下に黒い土の畑の写真、右端に土壌の肥沃度のグラフが添えられている。
下の四角の「黒土」は、上の四角ではBS気候とC気候にまたがる位置にある。地図の3つの赤い丸が、名前のついた黒土の分布地域

乾燥帯と熱帯の土壌(栗色土・砂漠土・ラトソル)

BS気候でも降水量がもう少し少ない場所では、植物も少なくなります。そのため、腐植が少なく色が薄くなった栗色土になります。砂漠気候の土壌は、腐植がまったくない砂漠土です。

土壌の四角で、黒土の左隣の縦長のマスに「栗色土」が黄色で入っている。右に「ステップ気候(BS)の土壌 【比較的湿潤な地域】黒土 【比較的乾燥した地域】栗色土」の文と、「栗色土の断面図」として、地表の草の下に暗い色の土が続く断面の写真がある。
栗色土の断面。同じステップ気候でも、湿潤な側は黒土、乾燥した側は栗色土に分かれ、四角でも栗色土は黒土の左隣に入る

そしてA気候では、暑すぎることと、雨で栄養分が流されてしまうことから、肥沃度の低いラトソルが分布します。ラトソルは赤い色をしていますが、これは雨で流されない酸化鉄などが残った色です。

土壌の四角の最下段、Aw・Afにあたる横長のマスに「ラトソル」が赤色で入っている。右に「熱帯(A気候)の土壌 ラトソル」の見出しと、草の生えた地表の下に赤い土の断面が見える穴の写真があり、「肥沃度は低い。」「酸化した金属を含むため赤色。」と添えられている。
ラトソルの断面。草の根が張る地表のすぐ下から穴の底まで、土はどこも赤い

温帯から寒帯の土壌(褐色森林土・ポドゾル・ツンドラ土)

C気候は、気温と降水量のバランスが良い気候です。そのため土壌は、黒土ほどではないものの肥沃度が高めの褐色森林土です。

土壌の四角で、黒土の右隣のマスに「褐色森林土」が黄緑色で入っている。右に「温帯(C気候)の土壌 褐色森林土」の見出しと、木立を背にして耕された濃い茶色の畑の写真があり、「腐植が多く、肥沃度は高い。」と添えられている。
褐色森林土の畑。耕された土は濃い茶色で、四角では最も肥沃な黒土のすぐ右隣に入る

D気候は、寒くて植物の分解が進まないので、肥沃度が低いポドゾルという土壌が分布します。ポドゾルは白っぽい色をしています。寒くて水が蒸発しないので、土に色をつけている物質もすべて水に溶けて、下のほうへしみ込んでいってしまうからです。

土壌の四角で、黒土や褐色森林土の上にある横長のマスに「ポドゾル」が紫色で入っている。右に「亜寒帯(D気候)の土壌 ポドゾル」の見出しと、地表のすぐ下に灰白色の層、その下に赤茶色の層が見える土の断面の写真があり、「溶脱によって灰白色」「肥沃度は低い」と添えられている。
地表のすぐ下の層だけが灰白色で、その下は赤茶色。色が上の層から抜けていることが断面でわかる

ET気候は名前のとおりツンドラ土で、やはり低温のため肥沃度は低くなります。雪と氷のEF気候には、土壌がありません。

土壌のpH(酸性とアルカリ性)

ここまで、土壌の肥沃度と色を整理してきました。これに加えて、土壌のpH、つまり酸性かアルカリ性かも押さえておきましょう。

土は、基本的には酸性だと考えてかまいません。これは雨の影響です。雨水には空気中の二酸化炭素が溶けていて、やや酸性です。その酸性の雨水が含まれるので、土壌も酸性になります。

ただし、乾燥地域であるB気候の土壌はアルカリ性です。乾燥地域では、地面の水分がどんどん蒸発します。そのため、地中の水分と一緒に塩類も上のほうへ吸い上げられ、地表にたまってしまいます。農業のために人工的に水をまく灌漑を行っていると、特にそうなります。

このため、砂漠土は塩性土壌となり、強いアルカリ性を示します。同じ理屈で、栗色土も弱いアルカリ性を示します。

完成した土壌の四角(上から「土壌なし」「ツンドラ土」「ポドゾル」、下段に「砂漠土」「栗色土」「黒土」「褐色森林土」「ラトソル」)で、砂漠土と栗色土が赤い丸で囲まれている。右に「【土壌のpH】・土壌は基本的に酸性(大気中のCO2による)・乾燥土壌はアルカリ性」の文と、地面から上へ向かう青い矢印、地表に集まった白い粒、「塩性土壌」「土壌中の塩類(Na, Ca, Mgなど)」と記した模式図がある。
赤い丸で囲まれた砂漠土と栗色土がアルカリ性の土壌。模式図では、水が蒸発していく地表に白い粒(塩類)が集まっている

成帯土壌と間帯土壌

最後のパートは、成帯土壌と間帯土壌です。土壌は大きく2種類に分けられます。一つは、その土地の気候や植生の影響を大きく受ける土壌で、成帯土壌といいます。ここまでに取り上げた土壌は、すべてこの成帯土壌にあたります。

もう一つは、土壌のもとになる岩石である母岩の影響を強く受けた土壌で、間帯土壌とよばれます。代表的な間帯土壌として、レグール、テラロッサ、テラローシャ、レスの4つを紹介します。名前だけでなく、分布地域と農作物も一緒に整理しましょう。

レグール

1つ目はレグールです。インドのデカン高原に分布する肥沃な黒色土で、玄武岩が風化してできた土壌です。綿花土ともいわれ、綿花栽培が盛んです。

「成帯土壌:気候や植生の影響が強い土壌」「間帯土壌:母岩の影響が強い土壌」の定義の下に、黒っぽい土が広がるレグールの畑の写真と、インドのデカン高原を赤い丸で示したアジアの地図がある。下の枠に「【レグール】分布:デカン高原 母岩:玄武岩 農作物:綿花」とまとめられている。
赤い丸はインド半島のデカン高原。枠の中で、分布・母岩・農作物の3点をまとめて確認できる

テラロッサ

2つ目はテラロッサです。地中海沿岸に分布する赤色の土で、石灰岩が風化してできた土壌です。地中海沿岸には石灰を塗った白い家が多いので、母岩の石灰岩はそれと結びつけると覚えやすいでしょう。

テラが土、ロッサが赤という意味のイタリア語で、直訳すると「赤い土」になります。ワインをつくるブドウなど、果樹栽培に適した土壌です。

成帯土壌と間帯土壌の定義の下に、地中海沿岸を赤い丸で囲んだ地図と、赤茶色の土に若い木が植えられたテラロッサの畑の写真がある。下の枠に「【テラロッサ】(土・赤)分布:地中海沿岸 母岩:石灰岩 農作物:果樹」とまとめられている。
畑の土は、まわりの草の緑とはっきり見分けがつく赤茶色。赤い丸は地中海を取り巻く沿岸を囲んでいる

テラローシャ

3つ目はテラローシャです。テラロッサと名前が似ていますが、こちらは南アメリカのブラジル高原に分布する赤紫色の土です。テラは土、ローシャは紫色という意味です。レグールと同じく玄武岩が風化してできた土壌で、コーヒー栽培が盛んです。ブラジル、コーヒー、テラローシャをセットで覚えておきましょう。

成帯土壌と間帯土壌の定義の下に、「【テラローシャ】分布:ブラジル高原 母岩:玄武岩 農作物:コーヒー」の枠と、ブラジル高原を赤い丸で示した南アメリカの地図がある。左下に、赤い土の道の両側に低い木が並ぶテラローシャの写真がある。
写真の道は、土がむき出しで赤みが強い。赤い丸は南アメリカのブラジル高原を指している

テラロッサとテラローシャは名前がそっくりで、取り違えてしまいそうです。

Kiri
Kiri

色の意味を手がかりにするといいよ。赤い土なら地中海沿岸、紫の土ならブラジル高原、と場所から順に思い出せるからね。

レス

最後の4つ目はレスです。風によって運ばれた細かい砂が堆積した黄色い土壌を、まとめてレスといいます。中国の黄土高原には、この黄色いレスが何十mも積もっています。黄土高原は、春に日本へ飛んでくる黄砂の発生源の一つです。

レスは、ヨーロッパ中部にも分布しています。こちらは、氷河によって削られてできたモレーンの砂が飛んできたものです。特にハンガリーのプスタがレスの代表で、小麦の生産が盛んです。

成帯土壌と間帯土壌の定義の下に、黄土高原を赤い丸で示した東アジアの地図と、プスタを赤い丸で示したヨーロッパの地図が縦に並んでいる。右に「【レス】成因:氷河や砂漠の砂が風で堆積 分布:黄土高原(中国)、欧州」の枠と、黄褐色の土の断面に目盛りを当てたレスの写真がある。
2つの赤い丸は、中国の黄土高原と、ハンガリーのプスタ。断面の土は、上から下まで黄褐色をしている
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